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科技日?qǐng)?bào)上海6月3日電 （魏路 記者王春）記者3日從中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心獲悉，該中心巫永睿、王海海團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海師范大學(xué)、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)，成功克隆第二個(gè)野生玉米高蛋白基因THP3—T，與此前發(fā)現(xiàn)的THP9—T協(xié)同增效，大幅提升玉米蛋白含量，為保障國家蛋白飼料安全提供關(guān)鍵支撐。相關(guān)研究當(dāng)日發(fā)表在《自然》雜志上。
玉米作為我國第一大糧食作物和“飼料之王”，蛋白含量普遍僅8%左右。野生玉米蛋白含量高達(dá)30%，但在9000多年馴化中，高蛋白基因逐步丟失，現(xiàn)代玉米中僅2.1%保留THP3—T優(yōu)異變異。
此次發(fā)現(xiàn)的THP3—T編碼氮代謝核心酶GOT1，可顯著增強(qiáng)氮同化能力。田間試驗(yàn)顯示，該基因能將玉米自交系籽粒蛋白含量從10%提升至13%以上，且具備低氮下高效固氮特性。將THP3—T與THP9—T聚合后，自交系蛋白含量進(jìn)一步提升至15%，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng)。
研究團(tuán)隊(duì)將雙基因?qū)胛覈髟噪s交種鄭單958，使其籽粒蛋白含量從8.5%提升至12%—13%，全株蛋白從7%提升至9%以上，產(chǎn)量保持穩(wěn)定。“目前，團(tuán)隊(duì)已精準(zhǔn)改良80余個(gè)國內(nèi)玉米主栽品種親本，蛋白含量均提升至14%以上。”巫永睿介紹。
該成果揭示了高蛋白玉米形成的分子機(jī)制，開辟了全株高蛋白玉米替代進(jìn)口豆粕的新路徑。若全國飼用玉米蛋白含量提升4個(gè)百分點(diǎn)，每年可減少約3000萬噸大豆進(jìn)口，相當(dāng)于國內(nèi)年進(jìn)口量的30%。