找回玉米高蛋白基因！川农大与中科院的合作成果在Nature发表！

北京时间2026年6月3日，国际学术期刊《自然》（Nature）在线发表了由我校西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室黄永财教授团队与中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿研究员团队合作完成的最新研究成果，题为“Teosinte alleles enhance nitrogen assimilation and seed protein in maize”（野生玉米优异基因有效提高玉米氮同化和籽粒蛋白含量）。该研究成功克隆了第二个高蛋白主效基因THP3-T，并揭示了其与前期挖掘的THP9-T基因协同提升玉米蛋白含量的分子机制，为保障国家蛋白饲料粮安全提供了强有力的科技支撑。

研究背景

玉米是我国第一大粮食作物，被誉为“饲料之王”。然而，我国玉米蛋白含量普遍偏低，动物饲料来源进口依赖突出。针对这一“卡脖子”问题，黄永财团队与巫永睿团队历经多年持续攻关，通过图位克隆和精细定位，从野生玉米中挖掘到了第二个高蛋白基因THP3-T。

野生玉米大刍草（左）

和栽培玉米（右）

研究内容

研究发现，THP3-T编码谷氨酸-草酰乙酸转氨酶1（GOT1），是氮代谢途径中的核心酶。该基因通过增强氮同化能力，在不影响产量的前提下，显著提升了玉米籽粒及全株蛋白含量。更重要的是，研究团队将THP3-T与此前挖掘的THP9-T基因进行聚合，展现出前所未有的协同增效作用：将杂交种郑单958的籽粒蛋白含量从8.5%提升至12-13%，全株蛋白含量从7%提升至9%以上。这一成果不仅补齐了高蛋白玉米育种的“关键拼图”，更为现代玉米的品质“回溯”与精准改良提供了可能。

聚合THP3-T和THP9-T培育高蛋白玉米。THP3-T和THP9-T将杂交种郑单958的籽粒蛋白含量从8.5%提升到12-13%，全株蛋白含量从7%提升到9%，不影响产量。

研究故事

作为该项研究的第一作者，黄永财从研究生进入巫永睿课题组以后，就开始了高蛋白玉米的研究。基于“培育全株高蛋白玉米、保障国家蛋白饲料粮安全”的豆粕替代育种这一思路，博士后出站后黄永财在四川农业大学组建的团队继续与巫永睿团队紧密配合，目前已合作完成了80余个国内玉米主栽品种亲本的精准改良，改良后亲本的蛋白含量均有显著提升。未来，团队将继续深耕玉米品质改良领域，为提升我国玉米质量、缓解饲料蛋白供需矛盾提供切实可行的技术方案。

相关信息

四川农业大学黄永财教授、中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士生朱一栋和助理工程师崔亚辉为共同第一作者。中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿研究员、王海海研究员和上海师范大学王文琴教授为论文共同通讯作者。该研究得到中国科学院先导专项（B类）、国家自然科学基金、四川省青年科学基金等科研项目的资助。

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来源 | 宣传部 国重实验室

中国科学院分子植物卓越中心

编辑 | 陈虹吕

责编 | 左欣蕊

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