这是一道长期以来悬而未决的世纪难题。乍一听，是一个玉米的故事。但其实，它事关大豆和粮食安全。

玉米被誉为“饲料之王”。我国的玉米年产量达2.7亿吨，其中70%的玉米被用作奶牛、生猪等畜禽的饲料，占了我国饲料市场的一半份额。然而，玉米蛋白含量较低，不到8%，因此饲料中需要补充大豆蛋白。2021年我国大豆进口超过1亿吨，对外依存度超过85%。如果普通玉米蛋白含量每提高一个百分点，相当于每年可减少进口近800万吨大豆。

经过10年不懈的努力，中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿研究团队与上海师范大学王文琴研究团队合作，从野生玉米中克隆到一个控制玉米高蛋白的关键基因，籽粒蛋白含量达到14%。相关研究成果于北京时间11月17日在国际顶尖学术期刊《自然》发表，这也是中国科学家在《自然》发表的第一篇玉米研究论文。

巫永睿和王文琴实验室合影

【寻找丢失的“密码”基因】

玉米的祖先起源于墨西哥南部的巴尔萨斯河流域，它像杂草一样生长，种子外面包裹着坚硬的壳，无法直接食用。人类祖先早在9000年以前就开始驯化玉米，逐步把杂草一样的野生玉米改造成了今天的玉米。

有意思的是，野生玉米蛋白含量高达30%，是现代玉米的3倍多。这意味着野生玉米含有控制高蛋白的优良基因。这些基因是什么，在漫长的驯化中到底发生了什么改变，能否被挖掘用于提高现代玉米的蛋白含量？

然而，这些丢失的高蛋白“密码”基因，科学家多年来一直都没找到。

就算是玉米自交之间的遗传变异，都大于人类与黑猩猩之间的差异，更不用说9000年前的野生玉米与现代玉米的差异了。

【“了不起的工作”】

研究团队兵分两路，一路解析基因组，另一路创制材料。

他们首先破解了高度复杂的野生玉米基因组。经过艰苦攻关，他们连续创制了超过10代的遗传材料，提取了超过4万个样本的DNA进行基因型鉴定，对超过2万个样本的蛋白含量进行表型分析，最终从野生玉米中克隆到首个控制玉米高蛋白含量的主效基因。

黄海华 摄

研究团队在三亚南繁基地进行了大规模田间试验，将野生玉米这一优良基因，杂交导入我国推广面积最大的玉米品种“郑单958”中，使种子蛋白质含量增加了约35%。与此同时，在减少氮肥施用条件下，可以有效保持玉米的产量。

“了不起的工作”“令人印象深刻的工作”……多位专家不吝称赞之词，认为这项工作展示了利用作物的野生亲缘，来实现可持续农业的巨大潜力。

中科院分子植物科学卓越创新中心博士后黄永财、副研究员王海海、博士生朱一栋为论文的共同第一作者。

记者手记：播种者

你以为的玉米科学家是怎样的？分子实验 、显微观察、基因组拼接和大数据处理……没错，但这只是一部分。

喷药、采摘、蹬三轮……下田归来，他们总是衣衫尽湿，一副农民的样子。

从左至右分别为黄永财、巫永睿、王海海

每次收集花粉要给玉米套袋，玉米秆也要包起来。“今年我们种了10亩地，差不多是2万株，这就得套4万个袋子，从早上露水一干，一直要干到晚上。”巫永睿告诉解放日报·上观新闻记者，玉米长得高大，花粉经常落在身上，特别容易过敏。穿行在田里，被叶子割到手，更是常事。

为了抢时间，他们辗转上海、三亚和哈尔滨，这样一年可以收获三次。“有一年哈尔滨下暴雨，我们种的玉米都倒伏了，耽误了一季。”至今说起来，巫永睿的语气里都透着惋惜。

共同第一作者、博士后黄永财参与这一研究已经整整7年。2020年博士毕业时，他和导师巫永睿分别作为优秀毕业生和优秀教师代表上台演讲，被大家誉为“神仙师徒”。

2020年新冠疫情初起，他放弃回家过年，前往三亚基地，飞机上仅4名乘客。他每天早上5点就前往地里，工作了将近一个月，最终邮寄回沪70余袋玉米材料。今年4月上海疫情期间，他惦记着松江农场即将开花的玉米，“如果错过授粉时间，废掉的将是多年的心血。”当得知可前往农场进行封闭管理，虽然不舍怀孕5个月的妻子，但他放不下那片玉米地，再次主动报名。

曾经无数次，黄永财站在40多摄氏度的玉米地里，因为蛋白含量这一看不见摸不着的表型，感到过茫然。更艰难的是，如何进行突破？更有无数个蒙蒙亮的清晨，研究团队在办公室讨论得热火朝天。

做一名面朝土地、心怀世界的播种者，这是他们的初心，也是他们的行动宣言。