上海科学家14年研究破解玉米高蛋白密码助力饲料粮安全

走进上海松江的试验田，巫永睿团队正围着一片玉米地忙得热火朝天。就在几天前，他们的研究又登上《自然》——这不是重点，比发顶刊更让人兴奋的，是一份来自权威机构的饲用价值评估报告：高蛋白玉米不仅有望部分替代进口豆粕，还能让鸡蛋、猪肉的风味更上一层楼。如今，新希望、牧原这些养殖巨头已经签下了合作协议。

故事要从2012年说起。那年，巫永睿回国加入中科院分子植物卓越中心，心里装着一个“三步走”的计划：把玉米籽粒蛋白含量从8%先推到10%，再到15%，最终冲向20%。目标听起来很直接，但做起来，是十四年的“硬仗”。

巫永睿（右二）团队在上海松江农场讨论高蛋白玉米培育进展。

找回玉米高蛋白基因，“三步走”实现第二步

玉米被称为“饲料之王”，全国年产约3亿吨，七成以上进了动物的肚子。可问题是，很多杂交玉米的蛋白质含量不到8%，饲料厂不得不往里补大豆蛋白。如果能把这数字提上去——比如提高4个百分点——相当于能减少约30%的大豆进口，折合3000多万吨。这笔账，巫永睿算得很清楚。

玉米的老祖宗叫大刍草，野生状态下蛋白质含量能到30%。但人类驯化近万年，尤其是现代育种一路追求高产，那些高蛋白基因不知不觉就被“丢”了。要找回它们，得从源头翻起。团队一头扎进田间野外，前后检测了4万多份样本，总算把玉米基因里高蛋白的“版图”摸了个大概。

十年磨一剑。2024年，他们从野生玉米中克隆出第一个高蛋白基因THP9-T，把杂交种玉米的蛋白含量从8.5%拉到11%。又过了四年，第二个高蛋白主效基因THP3-T也被成功锁定。

“这是提升玉米蛋白含量最好用的两个基因。”巫永睿说这话时底气十足。多年多点田间试验表明，THP3-T能在不牺牲产量的前提下，把自交系籽粒蛋白含量从10%提到13%以上，就连植株其他部分的蛋白含量也跟着涨——哪怕土壤里氮肥不够，它也能“自力更生”。

更妙的是，THP9-T和THP3-T就像两个配合默契的队友：一个打头阵，一个负责后续，合作起来能把籽粒蛋白含量推到15%以上。试验田里的最高纪录已经破了15%。

回头再看那个“三步走”的目标，第一步（从8%到10%）早已实现，第二步（到15%）也迈过去了。至于第三步的20%，团队还在赶路。

不满足于发顶刊，把优质玉米做成优质饲料

基础研究的难处，只有经历过的人才知道。THP3-T在现代玉米品种中间出现的频率只有2.1%，比大熊猫还稀有。把它找出来，等于给高蛋白玉米育种补上了最关键的一块“基因拼图”。

但巫永睿他们的心思早就超出了论文本身。样品一出来，就送到了中科院亚热带农业生态研究所。李凤娜研究员接手后，带着团队做了一整套营养和饲用价值评估。

“玉米在所有饲料原料里排第一，一年用量1.8亿吨，畜禽饲料里一半以上都是它。”李凤娜说，评估结果让人眼前一亮：样品不但蛋白含量高，绝大部分氨基酸含量也全面增加，“就像一个几乎没有短板的木桶，蛋白质品质非常好”。

巫永睿在海南三亚基地观察高蛋白玉米性状。

更让人振奋的是，蛋鸡吃了高蛋白玉米饲料后，氨基酸等养分的表观消化率稳定在70%到90%，表现相当好。而且饲料吃得少了，产蛋率反而上升，蛋黄比例明显增加，蛋壳也变厚了。电子鼻和电子舌分析显示，鸡蛋的香醇风味和鲜味显著增强，苦味、涩味则明显减弱——真人试吃盲评中，这种鸡蛋的口味获得了清一色好评。

基于这些数据，李凤娜团队算出了豆粕替代潜力：在育肥猪后期，高蛋白玉米可以替代50%到100%的豆粕，甚至实现“零豆粕”；在蛋鸡和肉鸡饲料中，能节约7%到10%的豆粕。“我们已经开始向养殖企业推荐高蛋白玉米做饲料，希望能通过更精细的配方研究，给企业带来更多收益。”李凤娜说。

最近，团队已与新希望、牧原等养殖集团签下高蛋白玉米优先使用协议，还有更多企业排着队来谈合作。

从基础研究到产业落地，发力全链条创新

从2012年算起，巫永睿团队陆续拿到了中科院科技先导专项A类和B类支持，还有国家自然科学基金、科学探索奖、上海尚思自然科学研究院“尚思探索学者”等项目的稳定资助。正是这些长期投入，让他们能够心无旁骛，坚持十多年“挂图作战”，把研究“一竿子插到底”。

“我们不能总陶醉在顶刊论文上。”中科院院士、分子植物卓越中心主任韩斌说得直白。基础研究实现“从0到1”的突破后，更关键的是全链条打通，把每一步都落在产业上。

巫永睿（左三）研究团队在海南三亚创制高蛋白玉米遗传群体。

去年底，分子植物卓越中心专门成立了成果转化处，加速把实验室成果推向市场。巫永睿透露，团队目前已经利用分子标记辅助育种技术，精准改良了80多个国内玉米主栽品种的亲本。同时，在上海市农委的支持下，他们还在加紧挖掘更多玉米谱系的高蛋白基因。

还有一件事很有意思：国内鲜食玉米产业这几年发展迅猛，都市人喜欢清甜口感——说白了就是低蛋白。但剩在地里的玉米秸秆因为蛋白含量低，没法当青贮饲料用。在上海市科委的项目支持下，巫永睿团队和上海农科院合作，正在培育一种“两头兼顾”的特殊品种：籽粒蛋白含量低，但植株其余部分高蛋白。用基因编辑的方法，让玉米同时带上两个高蛋白基因和一个降低籽实蛋白含量的基因，预计两三年内就能完成育种。

说到底，这14年找回的不只是几个基因，而是一整套从实验室到养殖场的完整链条。就像文章开头那份评估报告说的那样：高蛋白玉米，正在成为饲料粮安全的一块“关键拼图”。