玉米在动物饲料中扮演着重要角色。近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿、王海海团队，联合上海师范大学王文琴团队和四川农业大学黄永财团队成功克隆了玉米高蛋白主效基因THP3-T。THP3-T与研究团队此前发现的THP9-T具有协同增效的功能，两个基因聚合后可将玉米自交系蛋白含量从10%显著提高至15%以上。该研究不仅在理论上揭示了高蛋白玉米形成的分子机制，更在应用层面率先探索培育全株高蛋白玉米替代豆粕使用的路径。该成果在线发表在国际权威学术期刊《自然》（Nature）上。
研究发现，野生玉米中蛋白含量高达30%，但在人类长达9000多年的驯化与现代育种历程中，由于缺乏针对蛋白含量的定向选择，大部分优异基因在现代玉米中已“丢失”。2022年，巫永睿团队率先从野生玉米中挖掘到首个高蛋白基因THP9-T，实现了我国玉米主栽品种蛋白含量的初步提升。经过多年持续攻关，研究团队成功创制了第二个高蛋白THP3的高世代遗传群体，通过精细定位和图位克隆，挖掘到高蛋白基因THP3-T。
目前，团队已利用分子标记辅助育种技术，精准改良了80余个国内玉米主栽品种的亲本，改良后亲本蛋白含量可提升至14%以上。以在我国广泛推广的玉米杂交种“郑单958”为例，其籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%至13%，全株蛋白含量从7%提升至9%以上，且产量保持稳定。
“我们希望，打通从基因挖掘、机制解析、材料创制、品种培育到养殖实验的全过程，构建从产业需求出发、以解决产业问题为导向的‘产学研用’一体化的研究体系。”巫永睿说。
中国科学院亚热带农业生态研究所研究员李凤娜介绍：“经过营养价值评定，高蛋白玉米样本中的蛋白质较普通品种提升了12%至15%，亮氨酸、丙氨酸、谷氨酸等18种水解氨基酸的含量全面提升，这就像一个木桶，每块木板都变长了，因而能装更多的水。据我们测算，基于现在的样本，在育肥猪、蛋鸡、肉鸡的饲料中，可显著降低豆粕的添加比例，从而大幅降低饲料成本，提高养殖产业的经济效益。”
