6月3日，国际权威期刊《自然》同期上线了两篇我国科学家关于玉米氮素利用与高蛋白玉米的研究成果。两项突破分别从“让玉米少施肥、不减产”和“让玉米蛋白含量更高”的角度，为玉米育种和农业绿色可持续发展提供了核心基因资源与理论基础。这两项成果，都与四川农业大学教授黄永财及一支年轻团队紧密相关。

我国玉米氮肥利用率长期不足40%，每年损失的氮肥超过1000万吨，同时也造成土壤酸化、水体富营养化等环境问题。如何让玉米少施肥又增产量？黄永财团队将目光投向了叶绿体中的一个微小结构——质体小球。

团队成功分离出质体小球，并锁定两个关键酶：亚硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶。团队研究证明，二者在质体小球表面有序组装，形成一条高效的氮代谢流水线，将有毒的亚硝酸盐转化为谷氨酰胺——这正是植物合成蛋白质的“黄金原料”。这个发现首次揭示了玉米中氮素高效利用和高蛋白积累相关的重要亚细胞结构及其功能，阐明了其特定的定位机制和形成的代谢通道，为植物氮代谢研究提供了“从现象到机理”的研究新范式。

同日发表于《自然》的另一项成果则聚焦于我国玉米籽粒蛋白含量普遍偏低，动物饲料长期依赖进口豆粕的现实难题。培育高蛋白玉米替代豆粕，是缓解饲料蛋白短缺的重要途径。

四川农业大学联合中国科学院团队从野生玉米祖先——大刍草（蛋白含量高达30%）入手，成功克隆了第二个玉米高蛋白主效基因THP3-T。多年田间试验证实，该基因在不影响产量的前提下，可将自交系籽粒蛋白含量从10%提升至13%以上。令人振奋的是，将它与此前发现的第一个高蛋白基因THP9-T聚合后，产生了显著的协同增效：导入目前我国推广面积最大的杂交玉米品种后，籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%—13%，全株蛋白含量从7%提升至9%以上，且产量保持稳定。目前，研究人员已利用这2个优异基因，成功改良了80余个国内玉米主栽品种的亲本，改良后亲本蛋白含量可达14%以上。