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替代豆粕，飼料降價將不再是夢？！國際頂尖學術期刊《自然》：中國科學家找到了“高蛋白”玉米！

更新時間：2025-08-14 09:22:56 瀏覽量：12

普通玉米蛋白含量每提高一個百分點，相當于中國可以少進口近800萬噸大豆


人類祖先9000多年前就開始馴化野生玉米了，從墨西哥南部的巴爾薩斯河流域將它帶到世界各地，成為世界上最高產的農作物之一。然而，現代玉米卻在追求產量、淀粉含量更高的育種目標中“丟失”了玉米祖先的高蛋白好“品質”。

經過十年的努力，上海夫妻檔科學家從野生玉米中克隆了控制玉米高蛋白品質形成和氮素高效利用的關鍵變異基因。相關研究成果于北京時間今天凌晨在國際頂尖學術期刊《自然》(Nature)上發表。

圖片

提高蛋白含量很重要

如今用玉米做成的食品多種多樣，不過，它還另有大用途，70%的玉米都是用作飼料——誰讓人家全球年產12億噸，而且有效能量多。
普通玉米籽粒蛋白含量較低，大部分雜交種籽粒蛋白含量不到8%，作為畜禽飼料還需補充大豆蛋白，而大豆嚴重依賴進口，這成為了我國畜禽養殖業的“卡脖子”問題。
中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員巫永睿算過一筆賬：普通玉米蛋白含量每提高一個百分點，相當于中國可以少進口近800萬噸大豆。
十年前，巫永睿從美國博士后學成歸國時，就和妻子王文琴開始布局通過提高玉米自身蛋白含量來緩解蛋白飼料缺乏的現狀。兩人很清楚，國際上基因資源爭奪日趨白熱化，要把飯碗牢牢端在自己手上，就得找到新基因！

4萬個樣本孕育新發現

研究團隊實驗發現，普通玉米自交系蛋白含量約為10%，而玉米的祖先野生玉米在沒有施加氮肥條件下種子蛋白含量都高達30%，其含量是現代普通栽培玉米的3倍！
一系列科學問題隨著調查結果被提出：野生玉米控制高蛋白含量的關鍵基因是什么？它們能否被挖掘用于提高現代玉米的蛋白含量？
研究團隊通過三代測序技術和三維基因組相結合的策略，提取了超過4萬個樣本的DNA，測定了超過2萬個樣本的蛋白含量，共展開3次大規模高蛋白遺傳群體的測序以及精細的圖位克隆，最終從野生玉米中克隆到首個控制玉米高蛋白含量的主效基因THP9。
這一野生玉米的優良基因被導入“普通玉米”后，神奇的結果出現了——種子蛋白質含量增加約35%，并且植株整體重量也大大增加，“THP9簡直是一座高蛋白的‘工廠’！”

附贈綠色基因“彩蛋”

THP9可不僅能提高蛋白質含量，它還贈給科學家們一個“彩蛋”！研究發現，它還具有氮高效的特性。換句話說，即使氮肥減少，攜帶這一基因的玉米和正常施肥的普通玉米產量相當——這可是個降低種植成本、減少環境污染的“綠色基因”！
研究團隊在三亞南繁基地進行了大規模田間試驗，將野生玉米高蛋白基因雜交導入我國推廣面積最大的玉米生產栽培品種“鄭單958”中，大田試驗給出了喜人的結果：不僅“鄭單958”的籽粒蛋白含量顯著提高——自交系達到14%以上，而且在低氮條件下能有效保持玉米的生物量以及植株和籽粒氮含量水平。

“牛奶玉米”更名副其實

在巫永睿心里，有個高蛋白玉米基因挖掘和材料創制的“三步走”計劃，第一步克隆一個主效高蛋白基因已然完成；下一步是要克隆4個最主效高蛋白基因，使其親本自交系籽粒蛋白含量達到16%以上；而“終極目標”是克隆自然群體中所有高、低蛋白基因，改良“鄭單958”，讓蛋白含量突破20%大關！
現在市場上有所謂的“牛奶玉米”，是因其籽粒如牛奶般白皙，并且入口鮮甜、汁水多能爆漿而得名。巫永睿說，未來當更多高蛋白基因被導入廣泛栽培的玉米后，“牛奶玉米”會更名副其實。

中國每年約需要進口1億噸大豆

中國的大豆主要進口來源國是巴西、美國，除此之外還有阿根廷、加拿大、烏克蘭和俄羅斯。近年來，中國進口大豆在1億噸附近上下徘徊，2022年上半年進口大豆平均價格為4,176元，超過最近10年的最高價格。

2022年上半年進口量

2022年1至6月中國進口大豆總量為4,628萬噸，比2021年上半年減少5.4%；進口金額為1,933億元，比2021年上半年增加17.3%。2022年上半年進口大豆平均價格為4,176元。

2021年進口量

2021年中國進口大豆總量為9,652萬噸，比2020年減少3.8%；進口金額為3,459億元，比2020年增加26.1%。2021年進口大豆平均價格為3,584元。
2021年中國從美國進口3230萬噸大豆，高于2020年的2589萬噸；從巴西進口5815萬噸大豆，較2020年的6428萬噸減少9.5個百分點。

2020年進口量

2020年中國進口大豆總量為10,033萬噸，比2019年增加13.3%；進口金額為2,743億元，比2019年增加12.5%。2020年進口大豆平均價格為2,734元。
本文來源：新民晚報、光明日報、海關統計


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