玉米高蛋白基因突破 养猪饲料有望替代大豆

玉米是国内第一大粮食作物，年产量逼近3亿吨，“饲料之王”的称号名副其实。但在畜禽饲料配方中，蛋白饲料通常占30%左右，而国产玉米蛋白含量普遍偏低，仅8%上下。这造成一个现实困境：必须大量依赖进口豆粕来弥补蛋白缺口。

算一笔最简单的账：若玉米蛋白含量提高1个百分点，相当于减少约800万吨进口大豆所含的蛋白量。这个数字足以说明问题的严重性。

最近，中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿、王海海团队，联合上海师范大学王文琴团队和四川农业大学黄永财团队，在这条路上取得了关键突破。他们成功从野生玉米中挖掘并聚合了两个高蛋白基因，将自交系籽粒蛋白含量从10%提升至15%；更难得的是，他们将我国推广面积最大的玉米杂交种“郑单958”的籽粒蛋白含量从8.5%拉到了12-13%，全株蛋白含量也从7%提升至9%以上，且产量完全不受影响。这项成果于2026年6月3日在线发表于国际权威期刊《自然》。

研究团队在三亚创制高蛋白玉米遗传群体。从左至右依次是：崔亚辉、王文琴、巫永睿、王海海、黄永财、朱一栋

寻找丢失的“密码”基因

玉米的祖先——那个起源于墨西哥南部巴尔萨斯河流域的野生种——本质上就和杂草无异。种子外面裹着坚硬的壳，根本无法直接食用。

现代玉米和野生玉米。黄海华 摄

研究数据非常直观：野生玉米的蛋白含量是现代玉米的3倍，即便不施肥，籽粒蛋白含量也能达到30%。这意味着野生玉米中藏着控制高蛋白的优良基因。那么问题来了——这些基因到底是什么？在长达9000多年的驯化过程中，它们经历了怎样的演变？我们能否把它们“请回来”，用来提升现代玉米的蛋白含量？

从2012年求职答辩那天起，巫永睿就给自己定下一个目标：一定要找到那些丢失的玉米高蛋白“密码”基因。

展现出前所未有的协同增效

经过十年攻关，研究团队在2024年率先破解了高度复杂的野生玉米基因组。他们创制了超过10代的遗传材料，提取了超过4万个样本的DNA进行基因型鉴定，对超过2万个样本的蛋白含量做了表型分析。功夫不负有心人，最终从野生玉米中克隆到第一个控制高蛋白含量的主效基因，实现了我国玉米主栽品种蛋白含量的初步提升。

但团队没有止步。他们继续“赶路”，最近又挖出了第二个高蛋白基因。有趣的是，在玉米驯化过程中，由于缺乏对蛋白含量的定向选择，这个基因被不经意间“丢弃”，导致它在现代玉米中的存在频率仅为2.1%——相当稀有。多年多点的田间试验表明，在不影响产量的前提下，这个基因能把自交系的籽粒蛋白含量从10%提升到13%以上。

更令人惊喜的是接下来的发现：将这两个高蛋白基因聚合到一起后，展现出前所未有的协同增效作用——自交系籽粒蛋白含量直接从10%跃升至15%，效果远超单个基因的简单加和。将这两个基因导入杂交种郑单958后，籽粒蛋白含量从8.5%提升到12-13%，产量依然稳如泰山。

巫永睿（前）、黄永财（中排左）、王海海（中排右）在田间奔忙。

5年内克隆所有高蛋白基因

第二个高蛋白基因的挖掘，不仅为高蛋白玉米育种补上了一块“关键拼图”，更重要的在于，它为现代玉米的品质“回溯”与精准改良打开了新可能。这项研究既从理论上揭示了高蛋白玉米形成的分子机制，也在实际应用层面提出了一条“培育全株高蛋白玉米”的豆粕替代新路径。

再算一笔宏观账：我国玉米年产量约3亿吨，如果全国饲用玉米的蛋白含量能从目前的8%提高到12%以上，相当于减少3000多万吨的进口大豆需求——这差不多占了我们进口大豆总量的三分之一。

这项成果的社会经济价值相当可观。在养殖端，高蛋白玉米有潜力在育猪饲料中替代50%到100%的豆粕，同时还能显著降低蛋鸡、肉鸡饲料中豆粕的添加比例，饲料成本自然大幅下降。在种植端，每吨高蛋白玉米的收购价比普通玉米高出200元，对农民增收而言是实打实的利好。

目前，团队已精准改良了80多个国内玉米主栽品种，这些品种的亲本蛋白含量有望提升到14%以上。

谈到这里，巫永睿的话掷地有声：“我们的目标是，5年内克隆野生玉米所有高蛋白主效基因，使郑单958亲本自交系籽粒蛋白含量达到20%以上，杂交种达到15%以上，且产量不低于对照。”

原标题：《喂猪有望不用进口大豆？中国科学家找到“丢失”的玉米高蛋白基因》

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