2022-11-17 14:45:30
經(jīng)過(guò)十年不懈努力，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心和上海師范大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)合作，首次從野生玉米中成功克隆出高蛋白基因THP9，并通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)，有效提高了現(xiàn)代玉米的蛋白含量，這一成果今天(17日)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。
玉米的祖先起源于南美洲，叫做大芻草，種子外面包裹著堅(jiān)硬的殼，無(wú)法直接食用。人類祖先早在9000年以前就開(kāi)始馴化玉米，逐步把雜草一樣的野生玉米改造成了今天的玉米?？蒲腥藛T實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，野生玉米在沒(méi)有施加氮肥條件下種子蛋白含量都高達(dá)30%，是現(xiàn)代普通栽培玉米的3倍，表明野生玉米含有控制高蛋白含量的關(guān)鍵基因。十年來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)提取了超過(guò)4萬(wàn)個(gè)樣本的DNA進(jìn)行鑒定，最終從野生玉米中克隆到首個(gè)控制玉米高蛋白含量的主效基因。
中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員巫永睿介紹，目前玉米已成為世界上最高產(chǎn)的農(nóng)作物之一，70%的玉米都用作飼料，是最常用且用量最大的一種飼料。由于普通玉米籽粒蛋白含量較低，因此飼料中還需要補(bǔ)充大豆蛋白，然而大豆嚴(yán)重依賴進(jìn)口，這些成為我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的“卡脖子”問(wèn)題。如果普通玉米蛋白含量每提高一個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于每年可以少進(jìn)口700多萬(wàn)噸大豆。
研究團(tuán)隊(duì)在三亞進(jìn)行了大規(guī)模田間試驗(yàn)，將野生玉米高蛋白基因Thp9-T雜交導(dǎo)入我國(guó)推廣面積最大的玉米生產(chǎn)栽培品種鄭單958中，可以顯著提高蛋白含量，表明該基因在培育高蛋白玉米中具有重要的應(yīng)用潛能。同時(shí)，在減少氮肥施用條件下，可以有效保持玉米的生物量以及植株和籽粒中氮含量水平，這對(duì)于減少化肥使用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
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