科技日?qǐng)?bào)記者 王延斌 通訊員 張淑芬

11月17日，《自然》雜志刊文：經(jīng)過(guò)10年努力，我國(guó)科學(xué)家從野生玉米中克隆了玉米人工馴化過(guò)程中丟失的、一個(gè)控制高蛋白含量的優(yōu)良基因THP9，此舉使得玉米蛋白含量大幅提高。

登上《自然》雜志的該成果由中國(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)王文琴研究團(tuán)隊(duì)合作，并在多所高校、科研機(jī)構(gòu)集體參與下完成。科技日?qǐng)?bào)記者了解到，來(lái)自齊魯師范學(xué)院的路小鐸教授、青年教師秦莉承擔(dān)了蛋白含量檢測(cè)、氮肥利用效率實(shí)驗(yàn)、自交系改良等多項(xiàng)工作，為上述成果的誕生提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

(資料圖)

長(zhǎng)期以來(lái)，路小鐸教授一直致力于玉米育種等方面的研究。2018年，在“第三屆玉米功能基因組學(xué)術(shù)研討會(huì)”上，路小鐸教授與上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所課題組長(zhǎng)、研究員巫永睿“相遇”。在共同的目標(biāo)下，雙方開(kāi)啟了高蛋白玉米研發(fā)攻關(guān)合作之路。

巫永睿團(tuán)隊(duì)于十年前便開(kāi)始進(jìn)行玉米高蛋白供體材料的篩選、蛋白含量測(cè)定、遺傳分析以及群體構(gòu)建。他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，野生玉米在沒(méi)有施加蛋白條件下，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。

2019年，路小鐸團(tuán)隊(duì)與巫永睿團(tuán)隊(duì)達(dá)成“研究+育種+蛋白檢測(cè)”合作意向，由此，前者開(kāi)啟了大規(guī)模田間試驗(yàn)。在三亞南繁基地，在銀川基地，在合肥基地……路小鐸團(tuán)隊(duì)將野生玉米高蛋白基因通過(guò)多代雜交回交，引入到我國(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，同時(shí)減少了對(duì)化肥的使用。

2021年3月，路小鐸團(tuán)隊(duì)將檢測(cè)的數(shù)千份高蛋白含量玉米和秸稈樣本提交給巫永睿團(tuán)隊(duì)，以快速推進(jìn)高蛋白玉米項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)不斷研究、培育，最終，玉米蛋白含量由原來(lái)的7%-8.5%,提升到了現(xiàn)在的14%。

路小鐸團(tuán)隊(duì)在玉米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和青貯玉米等領(lǐng)域擁有著豐富資源和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。他們構(gòu)建了全世界第一個(gè)近飽和的玉米EMS突變體庫(kù)，覆蓋了玉米36933個(gè)基因，覆蓋率達(dá)到了93.9%。

對(duì)于一項(xiàng)重大成果而言，檢測(cè)、試驗(yàn)等工作必不可少，飽含著科研人員的良苦用心和科研精神。記者了解到，為確保準(zhǔn)確，從整理種子，到播種，統(tǒng)計(jì)出苗率，抽雄期，吐絲期，開(kāi)花期，包括除草、打藥、間苗、套袋、授粉、收種子等工作，路小鐸都是親自上陣，力保不出現(xiàn)一點(diǎn)紕漏。

路小鐸團(tuán)隊(duì)成員秦莉說(shuō)，她從未在家里干過(guò)農(nóng)活，一開(kāi)始加入團(tuán)隊(duì)時(shí)很不適應(yīng)，粗糙的手上長(zhǎng)滿了厚厚的繭子，密不透風(fēng)的玉米地里熱到中暑，有時(shí)一天下來(lái)累到號(hào)啕大哭……但看著老師們更辛苦更疲憊的身影，她和伙伴們咬緊牙關(guān)堅(jiān)持了下來(lái)。秦莉也慢慢理解了老師的苦心：“這是老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的體現(xiàn)，他對(duì)每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確把關(guān)，不能有絲毫錯(cuò)誤，因?yàn)樗Ｕf(shuō)，一點(diǎn)錯(cuò)誤就會(huì)影響結(jié)果的真實(shí)性。”

如今，14%的目標(biāo)的突破，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了巨大跨越，但路小鐸團(tuán)隊(duì)與巫永睿科研團(tuán)隊(duì)還有更高的目標(biāo)——將玉米的蛋白含量提升至18%！甚至再提升至21%！路小鐸笑言：“屆時(shí)，我們中國(guó)的飼料將不必再依賴進(jìn)口大豆，實(shí)現(xiàn)‘蛋白自由’。”

路小鐸教授團(tuán)隊(duì)供圖

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