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          “找回”玉米高蛋白基因背后的山東團隊 全球新動態(tài)

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          日期:2022-11-22 20:28:40    來源:科技日報    

          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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