1  玉米的“偏科”烦恼

同学们，你们有没有想过，我们每天吃的鸡蛋、猪肉、鸡肉，最初是从哪里来的？它们都离不开一种金黄色的粮食——玉米。

玉米是中国第一大粮食作物，每年产量约3亿吨，比水稻还多。不过，玉米在人类长期的种植过程中得了一个“偏科”的毛病——蛋白质含量太低了。

普通玉米的籽粒蛋白含量只有8%左右。100斤玉米里只有8斤是蛋白质，剩下的主要是淀粉和水分。猪啊、鸡啊，要是光吃玉米当主食，可长不好肉，也下不了多少蛋。所以，农民伯伯必须在饲料里加入大豆榨油后剩下的豆粕来补充蛋白质。

问题就出在这里——我国每年需要进口大量大豆来满足饲料需求。2025年，中国大豆进口量超过1亿吨。如果能让玉米的蛋白含量提高一点点，哪怕只提高4个百分点，全国每年增加的蛋白质总量就相当于3000多万吨进口大豆！这真是一个天文数字。

所以，科学家们一直在琢磨：能不能让玉米自己变得更有“营养”？

2  玉米的“超级祖先”

要解决这个问题，有一位科学家把目光投向了一个不起眼的地方——野生玉米。他就是中国科学院分子植物科学卓越创新中心的巫永睿研究员。

玉米的老祖宗叫大刍草，是一种长在墨西哥和中美洲荒野里的野草。别看它其貌不扬，它的籽粒蛋白质含量竟然高达30%！是今天普通玉米的近4倍。

可是，人类在大约9000年前开始驯化玉米。在漫长的岁月里，农民伯伯们一直只关心一件事——让玉米结的棒子更大、产量更高。至于蛋白质含量高不高，从来没有人去专门挑选。于是，那些让玉米蛋白质变高的“优秀基因”，就在不知不觉中被“丢掉了”。

巫永睿伯伯想：能不能从野生玉米里，把那些“丢失”的高蛋白基因重新“找回来”？

这个想法听起来简单，做起来却难于上青天。野生玉米和现代玉米差别太大了，要在茫茫的基因海洋里找到那几个关键的“高蛋白开关”，就像在一座巨大的图书馆里找几本特定的书，而且这几本书连书名都没有。

3  14年的“基因寻宝”

2012年，巫永睿伯伯从美国完成博士后研究回国，给自己定下了一个“三步走”的宏大目标：第一步，让玉米蛋白含量从8%突破到10%；第二步，提升到15%；第三步，冲击20%。

第一步，就花了整整10年。

巫永睿伯伯和团队成员们像一群“基因侦探”，起早贪黑地奔波于全国各地的田间野外。他们在上海、海南、东北的试验田里播种、授粉、取样、收获……年复一年。一位院士在新闻发布会上笑着说：“你们看，他们做玉米研究的人的一个特点就是晒得特别黑。”

他们先后梳理检测了4万多份样本材料，提取了超过4万个样本的DNA进行基因型鉴定，测定了超过两万个样本的蛋白含量。这是一项极其枯燥又繁重的工作——想象一下，你要在4万多个不同的玉米粒里，一颗一颗地检测它们的蛋白质含量，还要分析每一颗的基因组成！

功夫不负有心人。2022年，巫永睿团队率先从野生玉米中克隆出第一个高蛋白基因，命名为THP9-T。这个基因编码一种叫做“天冬酰胺合成酶4”的蛋白质，它就像一条蛋白质生产流水线上的关键工人，能把玉米吸收的氮元素高效地转化成合成蛋白质的原料。

把THP9-T导入杂交玉米后，玉米的蛋白含量从8.5%提升到了11%——第一步目标实现了！这项成果当时就发表在了国际顶级期刊《自然》上，而论文的第一作者，正是巫永睿伯伯的学生——黄永财。

4  “双剑合璧”的惊喜

但是，巫永睿伯伯并没有停下脚步。11%还不够，他想要更多。

野生玉米的高蛋白性状不是由单个基因决定的，而是多个基因共同作用的结果。找到THP9-T只是找到了“拼图”的第一块。巫永睿伯伯希望筛选出更多高蛋白基因，让它们与THP9-T“联手”，把蛋白含量推得更高。

于是，第二个“基因寻宝”开始了。又过了4年。团队成功创制了高世代遗传群体，通过精细定位和克隆，从野生玉米中挖掘到了第二个高蛋白基因——THP3-T。

THP3-T编码的是另一种关键酶，叫做“谷氨酸-草酰乙酸转氨酶1”（简称GOT1）。如果说THP9-T是蛋白质生产线上的一名工人，那么THP3-T就是给这名工人运送原材料的人——它负责高效地合成氨基酸，为蛋白质的制造提供充足的“砖块”。

更令人惊喜的是，THP9-T和THP3-T正好是“上下游合作关系”。一个负责运送原材料，一个负责加工生产，两个基因一起工作，效果远远超过了各自单独作用的总和。

这就是科学家们说的 “1+1>2”的协同效应。

5  同一天，两篇《自然》论文的荣光

当两个基因被同时导入玉米后，奇迹发生了——

在试验田里，自交系玉米的籽粒蛋白含量从10%一举提升到了15%！我国推广面积最大的玉米杂交种“郑单958”，籽粒蛋白含量从8.5%提升到了12%到13%，全株蛋白含量从7%提升到了9%以上，而且产量保持稳定，一点儿也没有减少。

更厉害的是，THP3-T还赋予了玉米一种“超能力”——哪怕土壤里氮肥不足，植株也能保持较高的蛋白含量。这意味着农民可以少施化肥，既省钱又环保。

2026年6月3日，这项研究成果在线发表在了国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上。而且是，两篇重量级论文同时上线，这在学术史上并不多见。这两篇同日发表的《自然》论文，从两个不同角度为玉米育种提供了突破：前一篇重点描述的高蛋白玉米研究，是关于“找回”玉米在驯化中丢失的高蛋白基因。而后一篇，则是关于“激活”玉米自身高效利用氮肥的能力。

而更让科学界津津乐道的是，这两篇论文背后，有着一段动人的师生传承故事。因为前一篇论文的第一作者，与后一篇论文的共同通信作者正是巫永睿伯伯34岁的学生——黄永财，而两篇论文的通信作者都是巫永睿。

目前，黄永财的身份已经发生了变化——他已经是四川农业大学的一名教授，拥有了自己的独立实验室。但他们依然紧密合作，共同攻克高蛋白玉米的难题。从2022年作为学生发表第一篇《自然》，到2026年作为独立教授带领团队再次登上《自然》，黄永财的成长历程，恰似中国科学事业薪火相传的一个生动注脚。科学从来不是一个人的孤军奋战，而是一代又一代人的接力跑。巫永睿跑完了他的那一棒，把接力棒交给了黄永财；而黄永财，正在带着更年轻的团队，继续向前奔跑。

6  给动物做饭的“营养师”

你可能会问：高蛋白玉米喂出来的鸡蛋和猪肉，真的更好吃吗？

答案是肯定的。科学家把高蛋白玉米拿去喂“海兰灰”蛋鸡，结果发现：鸡吃得少了，产蛋率却提高了。蛋黄更大，蛋壳厚度也增加了，更便于运输。高蛋白玉米样本中的亮氨酸、丙氨酸、谷氨酸等18种水解氨基酸的含量全面提升。打个比方：普通玉米的氨基酸像一个高低不平的木桶，有的板长有的板短；而高蛋白玉米像把所有木板都加长了，能装更多的“营养水”。

目前，团队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，改良后的亲本蛋白含量都提升到了14%以上。一份来自权威机构的饲用价值评估报告显示：高蛋白玉米不仅可以替代进口豆粕，还有望让鸡蛋、猪肉等禽畜产品的风味更佳。目前，团队已经和新希望、牧原等大型养殖企业签约合作，高蛋白玉米正在从实验室走向广阔的农田。

7  未完待续的“基因拼图”

故事还没有结束。

巫永睿伯伯透露，除了已经找到的THP9-T和THP3-T这两个高蛋白基因，还有四个来自野生玉米的高蛋白基因正在克隆中。

他的目标是：在五年内，把野生玉米中所有的高蛋白主效基因全部克隆出来，然后把这些基因“聚合”到一起，让“郑单958”的亲本自交系籽粒蛋白含量达到20%以上，杂交种达到15%以上，叶片蛋白提高到22%，茎秆蛋白提高到8%。

到那时，玉米将不再只是“饲料之王”，而是既能提供能量、又能提供蛋白质的全能型饲料作物。我国对进口大豆的依赖将大大降低，粮食安全将更加稳固。

巫永睿伯伯说，刚回国时他定下的“三步走”目标——8%到10%、10%到15%、15%到20%——现在已经实现了第二步。而第三步，正在路上。

8  给同学们的启示

同学们，巫永睿伯伯和黄永财教授的故事告诉我们什么呢？

第一，好奇心可以改变世界。当他看到野生玉米蛋白质高达30%而栽培玉米只有8%时，他没有忽略这个差异，而是追问“为什么”——正是这份好奇心，开启了一段14年的探索之旅。

第二，坚持是科学家的“超能力”。14年，5000多个日夜，4万多份样本，两万多次蛋白含量测定……这些数字背后，是无数个在田间地头风吹日晒的日子。正如巫永睿伯伯所说，这种需要十几年长期稳定支持的原始创新，“放眼全球，也许只有在中国才可能做成”。

第三，科学需要传承。从导师到学生，从学生到新的导师——黄永财的成长轨迹告诉我们，科学事业不是一代人能完成的，它需要一代又一代人接力前行。那两篇同日登上《自然》的论文，正是这种传承的最好见证。

第四，科学最终要服务于人。巫永睿团队的目标从来不只是发表论文，而是要让高蛋白玉米真正走进养殖场，走上百姓的餐桌。从基因到种子，从农田到饲料，从饲料到鸡蛋和猪肉——这是一条完整的科学转化之路。

说不定，未来的某一天，你吃到的一颗更香的鸡蛋、一块更鲜美的猪肉，背后就有巫永睿伯伯和他的团队14年如一日的坚守与付出。也说不定，在座的某位同学，将来也会像黄永财那样，接过前辈的接力棒，在科学的跑道上奋力奔跑。

而这，就是科学的魅力——它让不可能变成可能，让梦想照进现实。

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