科技日報記者 王延斌 通訊員 張淑芬
11月17日，《自然》雜志刊文：經(jīng)過10年努力，我國科學家從野生玉米中克隆了玉米人工馴化過程中丟失的、一個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科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心和上海師范大學王文琴研究團隊合作，并在多所高校、科研機構集體參與下完成。科技日報記者了解到，來自齊魯師范學院的路小鐸教授、青年教師秦莉承擔了蛋白含量檢測、氮肥利用效率實驗、自交系改良等多項工作，為上述成果的誕生提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐。
(資料圖)
長期以來，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術研討會”上，路小鐸教授與上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所課題組長、研究員巫永睿“相遇”。在共同的目標下，雙方開啟了高蛋白玉米研發(fā)攻關合作之路。
巫永睿團隊于十年前便開始進行玉米高蛋白供體材料的篩選、蛋白含量測定、遺傳分析以及群體構建。他們通過實驗發(fā)現(xiàn)，野生玉米在沒有施加蛋白條件下，種子蛋白含量都高達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鍵基因。
2019年，路小鐸團隊與巫永睿團隊達成“研究+育種+蛋白檢測”合作意向，由此，前者開啟了大規(guī)模田間試驗。在三亞南繁基地，在銀川基地，在合肥基地……路小鐸團隊將野生玉米高蛋白基因通過多代雜交回交，引入到我國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，同時減少了對化肥的使用。
2021年3月，路小鐸團隊將檢測的數(shù)千份高蛋白含量玉米和秸稈樣本提交給巫永睿團隊，以快速推進高蛋白玉米項目。經(jīng)過不斷研究、培育，最終，玉米蛋白含量由原來的7%-8.5%,提升到了現(xiàn)在的14%。
路小鐸團隊在玉米營養(yǎng)品質和青貯玉米等領域擁有著豐富資源和應用經(jīng)驗。他們構建了全世界第一個近飽和的玉米EMS突變體庫，覆蓋了玉米36933個基因，覆蓋率達到了93.9%。
對于一項重大成果而言，檢測、試驗等工作必不可少，飽含著科研人員的良苦用心和科研精神。記者了解到，為確保準確，從整理種子，到播種，統(tǒng)計出苗率，抽雄期，吐絲期，開花期，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)一點紕漏。
路小鐸團隊成員秦莉說，她從未在家里干過農(nóng)活，一開始加入團隊時很不適應，粗糙的手上長滿了厚厚的繭子，密不透風的玉米地里熱到中暑，有時一天下來累到號啕大哭……但看著老師們更辛苦更疲憊的身影，她和伙伴們咬緊牙關堅持了下來。秦莉也慢慢理解了老師的苦心：“這是老師嚴謹治學的體現(xiàn)，他對每一項實驗數(shù)據(jù)進行精確把關，不能有絲毫錯誤，因為他常說，一點錯誤就會影響結果的真實性。”
如今，14%的目標的突破，已經(jīng)實現(xiàn)了巨大跨越，但路小鐸團隊與巫永睿科研團隊還有更高的目標——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，我們中國的飼料將不必再依賴進口大豆，實現(xiàn)‘蛋白自由’。”
路小鐸教授團隊供圖
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