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我国科学家从“玉米的祖先”中成功找回遗传丢失的高蛋白基因

来源:新华网2022-11-17 17:42

  新华社上海11月17日电(记者张建松)“玉米的祖先”——野生玉米,名叫“大刍草”,经过9000多年人工驯化,被改造成现代玉米,成为世界上最高产的农作物之一。

  经过长达10年不懈努力,我国科学家从野生玉米“大刍草”中,成功找回玉米人工驯化过程中丢失的、一个控制高蛋白含量的优良基因THP9,克隆出来并正在申请专利。

  野生玉米“大刍草”和现代栽培玉米对比。(中科院分子植物科学卓越创新中心供图)

  这项研究由中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿研究员和上海师范大学王文琴教授夫妇合作,并带领黄永财、王海海、朱一栋等团队成员共同完成。17日,国际权威学术期刊《自然》杂志发表了相关研究论文。

  据巫永睿介绍,提高玉米蛋白含量是保障国家粮食安全的重大战略需求,也是保障我国畜禽养殖业和饲料加工业健康发展的重要途径之一。与现代玉米相比,野生玉米的蛋白含量高3倍,但控制玉米总蛋白含量的关键基因一直没有找到。

  研究团队经过艰苦攻关,破解了高度复杂的野生玉米基因组。通过在上海、海南、哈尔滨三地进行种植实验,构建了十代遗传群体;提取了超过4万个样本的DNA进行基因型鉴定,测定了超过2万个样本的蛋白含量进行表型分析,进行了3次大规模高蛋白遗传群体的测序以及精细的图位克隆。最终,从野生玉米中找到并克隆出首个控制玉米高蛋白含量的优良基因THP9,并经过深入分析揭示了其机理。

  研究团队还在三亚开展了大规模田间试验,将野生玉米高蛋白基因THP9杂交导入我国推广面积最大的玉米品种中,结果显示杂交种籽粒的蛋白含量提高了12.7%。

  业内专家认为,这项研究成功找到的野生玉米高蛋白基因THP9,有利于现代栽培玉米提高籽粒蛋白含量的遗传改良,展示了将“野生祖先”的遗传变异引入优质作物的潜力,为确保我国粮食安全和重要农产品有效供给、促进农业可持续发展,提供了新的解决方案。

[ 责编:肖春芳 ]
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