第二个野生玉米高蛋白基因成功“找回”

北京时间2026年6月3日，该成果以野生玉米优异基因有效提高玉米氮同化和籽粒蛋白含量为题，在线发表在国际权威学术期刊《自然》上。

研究团队在上海松江农场讨论高蛋白玉米培育进展。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心供图

从野生玉米中挖掘到首个高蛋白基因

要缓解我国饲料蛋白短缺，培育高蛋白玉米替代饲料中的进口豆粕是有效途径之一，但是育种中缺乏优异的高蛋白基因。研究发现，野生玉米蛋白含量高达30%，但在长达9000多年的驯化与现代育种历程中，由于缺乏针对蛋白含量的定向选择，大部分优异基因在现代玉米中已丢失。

2022年，中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿团队率先从野生玉米中挖掘到首个高蛋白基因THP9-T，实现了我国玉米主栽品种蛋白含量的初步提升，但如何进一步突破玉米蛋白含量仍是巨大挑战。

聚合THP3-T和THP9-T培育高蛋白玉米。　　中国科学院分子植物科学卓越创新中心供图

导入两个基因　玉米蛋白含量能提升4个百分点

经过多年持续攻关，研究团队成功创制了第二个高蛋白THP3的高世代遗传群体，通过精细定位和图位克隆，挖掘到第二个高蛋白基因THP3-T。通过多年多点的田间试验表明，THP3-T优异基因在不影响产量的前提下，可将自交系的籽粒蛋白含量从10%提升至13%以上，同时提高全株蛋白含量，并赋予植株在低氮条件下保持生物量及蛋白含量的氮高效特性。

群体遗传学分析发现，THP3-T的变异是蛋白含量提升的根源，但在玉米驯化过程中由于缺乏选择，该基因被不经意间丢弃，导致其在现代玉米中的存在频率仅为2.1%，非常稀有。

进一步研究发现，THP3-T与THP9-T可协同增效，将自交系籽粒蛋白含量从10%提升至15%，远超单个基因的作用。将这两个基因导入杂交种郑单958后，籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%-13%，且不影响产量。因此，THP3-T的挖掘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。

成果可降低饲料成本　并促进农民增收

目前，团队已利用分子标记辅助育种技术，精准改良了80余个国内玉米主栽品种的亲本，改良后亲本蛋白含量可提升至14%以上。同时，我国玉米年产约3亿吨，若全国饲用玉米蛋白含量能提升4个百分点达到12%以上，所增加的蛋白总量相当于3000多万吨进口大豆，约占30%的进口大豆总量。

该成果具有重要的社会经济价值:在养殖端，高蛋白玉米氨基酸含量全面增加且不影响消化率，在育肥猪饲料中具有替代50%-100%豆粕的潜力，并可显著降低蛋鸡、肉鸡饲料中豆粕的添加比例，从而大幅降低饲料成本，提高养殖产业的经济效益；在种植端，每吨高蛋白玉米的收购价比普通玉米高200元，全面推广高蛋白玉米后可显著促进农民增收。

北京时间2026年6月3日，该成果以野生玉米优异基因有效提高玉米氮同化和籽粒蛋白含量为题，在线发表在国际权威学术期刊《自然》上。

研究团队在上海松江农场讨论高蛋白玉米培育进展。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心供图

从野生玉米中挖掘到首个高蛋白基因

要缓解我国饲料蛋白短缺，培育高蛋白玉米替代饲料中的进口豆粕是有效途径之一，但是育种中缺乏优异的高蛋白基因。研究发现，野生玉米蛋白含量高达30%，但在长达9000多年的驯化与现代育种历程中，由于缺乏针对蛋白含量的定向选择，大部分优异基因在现代玉米中已丢失。

2022年，中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿团队率先从野生玉米中挖掘到首个高蛋白基因THP9-T，实现了我国玉米主栽品种蛋白含量的初步提升，但如何进一步突破玉米蛋白含量仍是巨大挑战。

聚合THP3-T和THP9-T培育高蛋白玉米。　　中国科学院分子植物科学卓越创新中心供图

导入两个基因　玉米蛋白含量能提升4个百分点

经过多年持续攻关，研究团队成功创制了第二个高蛋白THP3的高世代遗传群体，通过精细定位和图位克隆，挖掘到第二个高蛋白基因THP3-T。通过多年多点的田间试验表明，THP3-T优异基因在不影响产量的前提下，可将自交系的籽粒蛋白含量从10%提升至13%以上，同时提高全株蛋白含量，并赋予植株在低氮条件下保持生物量及蛋白含量的氮高效特性。

群体遗传学分析发现，THP3-T的变异是蛋白含量提升的根源，但在玉米驯化过程中由于缺乏选择，该基因被不经意间丢弃，导致其在现代玉米中的存在频率仅为2.1%，非常稀有。

进一步研究发现，THP3-T与THP9-T可协同增效，将自交系籽粒蛋白含量从10%提升至15%，远超单个基因的作用。将这两个基因导入杂交种郑单958后，籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%-13%，且不影响产量。因此，THP3-T的挖掘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。

成果可降低饲料成本　并促进农民增收

目前，团队已利用分子标记辅助育种技术，精准改良了80余个国内玉米主栽品种的亲本，改良后亲本蛋白含量可提升至14%以上。同时，我国玉米年产约3亿吨，若全国饲用玉米蛋白含量能提升4个百分点达到12%以上，所增加的蛋白总量相当于3000多万吨进口大豆，约占30%的进口大豆总量。

该成果具有重要的社会经济价值:在养殖端，高蛋白玉米氨基酸含量全面增加且不影响消化率，在育肥猪饲料中具有替代50%-100%豆粕的潜力，并可显著降低蛋鸡、肉鸡饲料中豆粕的添加比例，从而大幅降低饲料成本，提高养殖产业的经济效益；在种植端，每吨高蛋白玉米的收购价比普通玉米高200元，全面推广高蛋白玉米后可显著促进农民增收。