找回玉米高蛋白基因！川農大與中科院的合作成果在Nature發表！

北京時間2026年6月3日，國際學術期刊《自然》（Nature）在線發表了由我校西南作物基因資源發掘與利用國家重點實驗室黃永財教授團隊與中國科學院分子植物科學卓越創新中心巫永睿研究員團隊合作完成的最新研究成果，題為“Teosinte alleles enhance nitrogen assimilation and seed protein in maize”（野生玉米優異基因有效提高玉米氮同化和籽粒蛋白含量）。該研究成功克隆了第二個高蛋白主效基因THP3-T，并揭示了其與前期挖掘的THP9-T基因協同提升玉米蛋白含量的分子機制，為保障國家蛋白飼料糧安全提供了強有力的科技支撐。

研究背景

玉米是我國第一大糧食作物，被譽為“飼料之王”。然而，我國玉米蛋白含量普遍偏低，動物飼料來源進口依賴突出。針對這一“卡脖子”問題，黃永財團隊與巫永睿團隊歷經多年持續攻關，通過圖位克隆和精細定位，從野生玉米中挖掘到了第二個高蛋白基因THP3-T。

野生玉米大芻草（左）

和栽培玉米（右）

研究內容

研究發現，THP3-T編碼谷氨酸-草酰乙酸轉氨酶1（GOT1），是氮代謝途徑中的核心酶。該基因通過增強氮同化能力，在不影響產量的前提下，顯著提升了玉米籽粒及全株蛋白含量。更重要的是，研究團隊將THP3-T與此前挖掘的THP9-T基因進行聚合，展現出前所未有的協同增效作用：將雜交種鄭單958的籽粒蛋白含量從8.5%提升至12-13%，全株蛋白含量從7%提升至9%以上。這一成果不僅補齊了高蛋白玉米育種的“關鍵拼圖”，更為現代玉米的品質“回溯”與精準改良提供了可能。

聚合THP3-T和THP9-T培育高蛋白玉米。THP3-T和THP9-T將雜交種鄭單958的籽粒蛋白含量從8.5%提升到12-13%，全株蛋白含量從7%提升到9%，不影響產量。

研究故事

作為該項研究的第一作者，黃永財從研究生進入巫永睿課題組以后，就開始了高蛋白玉米的研究。基于“培育全株高蛋白玉米、保障國家蛋白飼料糧安全”的豆粕替代育種這一思路，博士后出站后黃永財在四川農業大學組建的團隊繼續與巫永睿團隊緊密配合，目前已合作完成了80余個國內玉米主栽品種親本的精準改良，改良后親本的蛋白含量均有顯著提升。未來，團隊將繼續深耕玉米品質改良領域，為提升我國玉米質量、緩解飼料蛋白供需矛盾提供切實可行的技術方案。

相關信息

四川農業大學黃永財教授、中國科學院分子植物科學卓越創新中心博士生朱一棟和助理工程師崔亞輝為共同第一作者。中國科學院分子植物科學卓越創新中心巫永睿研究員、王海海研究員和上海師范大學王文琴教授為論文共同通訊作者。該研究得到中國科學院先導專項（B類）、國家自然科學基金、四川省青年科學基金等科研項目的資助。

陳學偉教授獲評全國創新爭先獎！

比個耶，畢個業！

致謝言短，感念至深！

來源 | 宣傳部 國重實驗室

中國科學院分子植物卓越中心

編輯 | 陳虹呂

責編 | 左欣蕊

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