中国网/中国发展门户网讯（记者王虔）中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿、王海海团队，联合上海师范大学王文琴团队和四川农业大学黄永财团队，从野生玉米中成功克隆高蛋白主效基因THP3-T，与团队前期挖掘的第一个高蛋白基因THP9-T聚合，将自交系籽粒蛋白含量提升至15%，并将我国推广面积最大的玉米杂交种籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%-13%，全株蛋白含量提升至9%以上，且产量保持稳定。该成果论文于北京时间2026年6月3日在线发表于国际权威学术期刊《自然》。

聚合THP3-T和THP9-T培育高蛋白玉米

“找回”玉米高蛋白基因之路

蛋白饲料是猪、禽类和反刍动物日粮中最昂贵且最稀缺的原料之一。然而，作为我国全品类饲料原料中的第一大宗原料，玉米蛋白含量普遍偏低（仅8%左右），动物饲料严重依赖进口豆粕作为蛋白来源。为缓解我国饲料蛋白的供需矛盾、减少进口依赖，培育高蛋白玉米替代饲料中的进口豆粕是有效途径之一。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员巫永睿介绍，通过自然变异分析发现，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，他和团队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。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。

图为研究团队在三亚创制高蛋白玉米遗传群体。从左至右依次是：崔亚辉、王文琴、巫永睿、王海海、黄永财、朱一栋。

玉米蛋白的合成依赖于氨基酸的高效供给。研究团队经过多年多点的田间试验发现，THP3-T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。THP3-T编码谷氨酸-草酰乙酸转氨酶1（GOT1），负责高效地合成氨基酸，并可与之前发现的THP9-T（编码天冬酰胺合成酶4）共同构成了氮同化的核心代谢中心，为培育全株高蛋白玉米提供了核心基因资源。将两者聚合后，自交系籽粒蛋白含量从10%提升至15%。我国推广面积最大的玉米杂交种郑单958导入这两个基因后，籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%-13%，且不影响产量。这种“双基因协同”的代谢重塑机制，为高蛋白玉米的分子设计育种提供了全新的理论基础。研究团队表示，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。

应用前景：实现豆粕替代守护粮食安全

巫永睿介绍，在高蛋白玉米培育与饲料豆粕替代方面，团队希望达到三项目标：首先，培育出适应不同主产区的、蛋白含量大于12%的高蛋白玉米突破性品种；第二，系统评定高蛋白玉米饲用营养价值，开发并测试饲用配方；最终，提出高蛋白玉米的豆粕减量替代应用技术方案，助力农业可持续发展。据介绍，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。

巫永睿研究员在观察高蛋白玉米植株表型

巫永睿表示，除了已发现的两项高蛋白基因，还有四个野生玉米中的高蛋白基因在克隆中。希望在五年内，将已发现的野生玉米所有高蛋白主效基因进行克隆，改良郑单958，使其亲本自交系籽粒蛋白含量达到20%以上，杂交种达到15%以上，叶片蛋白提高到22%，茎杆蛋白提高到8%。

据介绍，团队正在构建高蛋白玉米全产业链，探索“培育全株高蛋白玉米、保障国家蛋白饲料粮安全”的豆粕替代创新路径。中国科学院亚热带农业生态研究所研究员李凤娜介绍，实践显示，高蛋白玉米中，粗蛋白质提高60%，18种氨基酸含量增加，淀粉含量降低，脂肪酸、矿物质等营养指标无显著短板，养分利用率基本不变，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。同时，未来高蛋白玉米的收购价会显著高于普通玉米，将有助于种植户增收。

“从野生的材料中，将丢失的基因挖掘出来，使蛋白质含量大幅度提升。这样的种子开发出来，让千家万户的农民、育种家去用，在不增加投入的情况下，增产、提升价值，这就是科技的作用、规律。”中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心主任韩斌这样评价。

据悉，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。四川农业大学黄永财教授（硕博毕业于中国科学院分子植物科学卓越创新中心）、中国科学院分子植物科学卓越创新中心朱一栋博士生和崔亚辉助理工程师为共同第一作者。中国科学院分子植物科学卓越创新中心石国龙、武霄仙、吴兴国、刘静静、代湘杰、张余研究员，四川农业大学李文皓、陈治滕、顾胤聪、罗诗琪、陈迪、高卢卢、犹冲、李优良，上海师范大学周宇、李睿梵、刘俊鑫，以及德国马普生物研究所鲍志贵等也共同参与了本项研究工作。