【全球時(shí)快訊】我國(guó)科學(xué)家從“玉米的祖先”中成功找回遺傳丟失的高蛋白基因

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新華社上海11月17日電（記者張建松）“玉米的祖先”——野生玉米，名叫“大芻草”，經(jīng)過9000多年人工馴化，被改造成現(xiàn)代玉米，成為世界上最高產(chǎn)的農(nóng)作物之一。

經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)10年不懈努力，我國(guó)科學(xué)家從野生玉米“大芻草”中，成功找回玉米人工馴化過程中丟失的、一個(gè)控制高蛋白含量的優(yōu)良基因THP9，克隆出來并正在申請(qǐng)專利。

野生玉米“大芻草”和現(xiàn)代栽培玉米對(duì)比。（中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心供圖）

這項(xiàng)研究由中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心巫永睿研究員和上海師范大學(xué)王文琴教授夫婦合作，并帶領(lǐng)黃永財(cái)、王海海、朱一棟等團(tuán)隊(duì)成員共同完成。17日，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表了相關(guān)研究論文。

據(jù)巫永睿介紹，提高玉米蛋白含量是保障國(guó)家糧食安全的重大戰(zhàn)略需求，也是保障我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)和飼料加工業(yè)健康發(fā)展的重要途徑之一。與現(xiàn)代玉米相比，野生玉米的蛋白含量高3倍，但控制玉米總蛋白含量的關(guān)鍵基因一直沒有找到。

研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過艱苦攻關(guān)，破解了高度復(fù)雜的野生玉米基因組。通過在上海、海南、哈爾濱三地進(jìn)行種植實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了十代遺傳群體；提取了超過4萬個(gè)樣本的DNA進(jìn)行基因型鑒定，測(cè)定了超過2萬個(gè)樣本的蛋白含量進(jìn)行表型分析，進(jìn)行了3次大規(guī)模高蛋白遺傳群體的測(cè)序以及精細(xì)的圖位克隆。最終，從野生玉米中找到并克隆出首個(gè)控制玉米高蛋白含量的優(yōu)良基因THP9，并經(jīng)過深入分析揭示了其機(jī)理。

研究團(tuán)隊(duì)還在三亞開展了大規(guī)模田間試驗(yàn)，將野生玉米高蛋白基因THP9雜交導(dǎo)入我國(guó)推廣面積最大的玉米品種中，結(jié)果顯示雜交種籽粒的蛋白含量提高了12.7%。

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這項(xiàng)研究成功找到的野生玉米高蛋白基因THP9，有利于現(xiàn)代栽培玉米提高籽粒蛋白含量的遺傳改良，展示了將“野生祖先”的遺傳變異引入優(yōu)質(zhì)作物的潛力，為確保我國(guó)糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提供了新的解決方案。