

科技日报上海6月3日电 (魏路 记者王春)记者3日从中国科学院分子植物科学卓越创新中心获悉,该中心巫永睿、王海海团队联合上海师范大学、四川农业大学团队,成功克隆第二个野生玉米高蛋白基因THP3—T,与此前发现的THP9—T协同增效,大幅提升玉米蛋白含量,为保障国家蛋白饲料安全提供关键支撑。相关研究当日发表在《自然》杂志上。
玉米作为我国第一大粮食作物和“饲料之王”,蛋白含量普遍仅8%左右。野生玉米蛋白含量高达30%,但在9000多年驯化中,高蛋白基因逐步丢失,现代玉米中仅2.1%保留THP3—T优异变异。
此次发现的THP3—T编码氮代谢核心酶GOT1,可显著增强氮同化能力。田间试验显示,该基因能将玉米自交系籽粒蛋白含量从10%提升至13%以上,且具备低氮下高效固氮特性。将THP3—T与THP9—T聚合后,自交系蛋白含量进一步提升至15%,实现“1+1>2”的协同效应。
研究团队将双基因导入我国主栽杂交种郑单958,使其籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%—13%,全株蛋白从7%提升至9%以上,产量保持稳定。“目前,团队已精准改良80余个国内玉米主栽品种亲本,蛋白含量均提升至14%以上。”巫永睿介绍。
该成果揭示了高蛋白玉米形成的分子机制,开辟了全株高蛋白玉米替代进口豆粕的新路径。若全国饲用玉米蛋白含量提升4个百分点,每年可减少约3000万吨大豆进口,相当于国内年进口量的30%。
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