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我国科学家成功克隆 野生玉米变异基因

该基因导入玉米自交系提高种子蛋白质含量约35％，对减少化肥施用、降低种植成本，实现农业绿色可持续发展有着重要意义

11月16日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心召开“野生玉米高蛋白优异基因资源挖掘与利用新突破”新闻发布会，该中心巫永睿研究团队与上海师范大学王文琴研究团队合作，成功从野生玉米中克隆出控制玉米高蛋白品质形成和氮素高效利用的关键变异基因THP9，该基因可提高玉米中氮的同化效率，使蛋白质含量大大提高，将该基因导入玉米自交系B73后，种子蛋白质含量增加约35％，根中氮含量增加约54％。业界专家高度评价，这项工作展示了将野生祖先的遗传变异引入优质作物的巨大潜力，有助于促进更可持续的农业和保障未来的粮食安全。　　为了充分利用野生玉米的基因资源，巫永睿研究团队经过艰苦攻关，连续创制了超过10代的遗传材料，终于构建了野生玉米和普通玉米自交系B73的高世代近等基因系群体。在这一过程中，研究团队提取了超过4万个样本的DNA，测定了超过2万个样本的蛋白含量，进行3次大规模高蛋白遗传种群的测序以及精细的图位克隆，终于从野生玉米中克隆到首个控制玉米高蛋白的主效基因THP9。　　研究团队在三亚南繁基地进行了大规模田间试验，结果显示，将Thp9-T（野生玉米上的THP9基因）导入现代玉米品种，可在不影响粒重的情况下增加种子蛋白质含量。用Thp9-T杂交改良我国推广面积最大的品种“郑单958”，其亲本自交系（“郑58”和“昌7-2”）籽粒蛋白含量达到14％以上，杂交品种达到10％以上，产量没有降低，并且能够在低氮条件下，有效保持玉米的生物量以及植株和籽粒氮含量水平。将该基因导入玉米自交系B73后，种子蛋白质含量增加约35％，根中氮含量增加约54％，茎中氮含量增加约94％，叶片中氮含量增加约18％，植株整体重量（生物量）也大大增加。　　我国玉米年产量达2.7亿吨，其中有70％用作饲料。由于玉米籽粒蛋白含量普遍较低，饲料中需要补充大豆蛋白。据测算，普通玉米蛋白含量每提高一个百分点，可以少用近800万吨大豆。因此，提高玉米蛋白含量不仅是保障国家粮食安全的重大战略需求，也是保障我国畜禽养殖业和饲料加工业健康发展的重要途径。巫永睿团队研究结果显示，培育高蛋白玉米，可提高作物氮肥利用效率，在低氮条件下促进玉米高产、稳产，对减少化肥施用、降低种植成本，从而减少环境污染，实现农业绿色可持续发展有着重要意义。 （据《农民日报》）

关键词： 种子蛋白质 可持续发展 重要意义