三伏盛夏，松江农场种植基地大棚内温度超40℃。中科院分子植物科学卓越创新中心巫永睿、王海海团队在此下地开展高蛋白玉米播种。团队已先后克隆到玉米高蛋白基因THP9、THP3，可将玉米蛋白从8%提升至12%以上。相关成果分别在2022和2026年发表在国际权威学术期刊《自然》（Nature）上。

本次播种的是这两个基因的BC3F1等回交改良材料，计划完成五个大棚播种。上海玉米关键农事集中在6至8月，师生顶着高温完成播种、覆土等工序，在酷暑田间攻坚育种，践行“把论文写在大地上”。

大棚弯腰播种一小时一棚

高温育苗多措守护试验材料

走进种植基地，两处大棚分工明确。王海海研究员脖颈搭着毛巾，接受采访时不停擦拭滚落的汗珠，每个大棚弯腰播种、徒手覆土就要耗时一小时，当日共有十余名师生同步劳作。一处大棚在进行常规玉米播种，全程执行“一穴两粒”标准，另一处大棚整齐摆放育苗盘，点播待筛选种子，等幼苗长出叶片后统一取样检测基因型。

“今天我们是利用THP3、THP9这两个高蛋白基因去改良市场上主栽品种的骨干亲本，眼下我们播种的是BC3F1的改良材料，今天计划播种五个棚。”王海海一边弯腰覆土，一边擦着满头大汗向记者介绍。

王海海研究员和团队在播种玉米。劳动报贡俊祺 摄影

之所以坚持“一穴两粒”的标准化播种规范，团队有着严谨考量。“两粒种子互为保障，万一其中一粒失去活性，另一粒也能顺利出苗，最大限度保证我们珍贵育种材料不空缺，每一份种质资源对我们的实验都至关重要。”王海海说。

完成玉米播种，一行人顶着烈日来到了另一处育苗大棚，几十个育苗盘整齐摆放，当天新播下七十多盘育种材料。这里的流程和大田直播完全区分开，是分子筛选的前置关键环节。

“大田是已经完成基因鉴定、确认携带高蛋白位点的优质苗种植地块，育苗盘里是尚未筛选的种子，等一周左右幼苗长出两到三片叶片，我们再来采集叶片样本，提取DNA做分子标记鉴定基因型。”王海海告诉记者，这批育苗盘材料最终只有约十六分之一的幼苗携带目标高蛋白基因，剩余不达标幼苗会直接淘汰，既能节约土地资源，也能大幅提升后续育种进度。

上海本地一年可种植两季玉米，团队配套三亚繁育基地，形成上海、三亚一年三季循环种植模式。“北方地区一年仅能收获一季玉米，我们靠南北基地轮种，以空间换时间，将2-3年才能完成的育种流程，我们1年就能跑完。”王海海说道。整套回交改良流程漫长，需要完成3至4代回交，再进行两代自交，才能稳定整合高蛋白优良性状，三伏天抢抓农时播种，就是为了尽可能压缩研发周期。

常年和极端气候打交道，团队摸索出一套成熟避险方案。“上海夏季持续高温，三亚繁育季要直面台风、暴雨、洪涝，一旦灾害来临，珍贵育种材料会大面积受损。我们采用分批播种策略，间隔一周到十天分批次下种，不同苗龄植株抗灾能力不同，可以规避极端天气带来的毁灭性损失。”王海海补充。

高温田间作业，防暑保障同步到位。团队田间常备盐汽水、防暑药剂，工作人员轮番补充电解质。“多喝盐汽水补充流失盐分，防暑药品随身带，但最关键的还是科研的信念支撑我们坚持下去。”王海海笑着说道。

青年学子并肩下地

玉米育种是作物科研最辛苦的赛道

大棚内，七八名青年学生跟着王老师同步作业，其中提前进组实习的研一学生庞佳欣动作麻利，额头上的汗水不断滴落，衣服早已被湿透大半。庞佳欣本科毕业于南京农业大学，今年3月份就提前进入王海海团队实习。

王海海研究员于团队学生在大棚中。劳动报贡俊祺 摄影

“早就听说中科院分子植物科学卓越创新中心水稻、玉米育种团队业内顶尖，但真正亲身下地才清楚，玉米育种也是所有作物研究里最辛苦的方向之一。”庞佳欣坦言，此前7月玉米收获季的高温劳作，让她印象深刻，“当时室外气温超过38°C，比今天还热，密闭大棚温度更高，玉米植株长得高，我们全程弯腰掰玉米、撕取材料标签、将果穗放入网袋，一整天重复弯腰起身，收工后手都控制不住发抖，从头到脚汗流浃背。”

很多大众对科研人员的印象是常年驻守实验室，鲜少有人知晓玉米研究必须扎根田间。王海海对此有着清晰的认知：“我们在实验室会完成基因挖掘、分子机理解析，但所有实验室理论成果，最终必须放到大田环境中验证。改良品种能不能稳定表现高蛋白性状、能否适应不同地域气候、产量是否达标，只有多年多点的田间试验才能给出答案。实验室再精密的仪器，也替代不了田间创制的独一无二的种质材料，我们要用田间遗传材料和分子实验相互结合、相互印证。”

“我们团队的老师和同学从入行之初就清楚，做高蛋白玉米研究，下地是必修课。我们所有基因、遗传材料研发的最终目标，是培育高蛋白玉米新品种并推向市场，让全国农户受益，这是我们所有人都牢记的初心。”王海海说。

十余年深耕攻坚

两大高蛋白基因筑牢种业安全防线

“我们团队2013年正式布局高蛋白玉米育种研究，耗时近十年，在2022年成功克隆首个高蛋白主效基因THP9，发表在《Nature》上。今年我们在《Nature》上又正式发表第二个核心基因THP3，光是攻克THP3的克隆验证工作，我们就花费整整三年时间。”谈及团队核心科研突破，王海海感慨万千。

野生玉米天然蛋白含量可达30%，但经过长期驯化培育的普通主栽玉米，籽粒蛋白含量仅8%左右，国内蛋白饲料高度依赖进口大豆，存在原料供给安全隐患。团队挖掘的THP3、THP9两大基因聚合改良后，能将主栽玉米品种蛋白含量稳定提升至12%以上，在保障玉米稳产的前提下，有望大幅减少饲料加工对进口蛋白原料的需求，切实保障我国饲料蛋白供应安全。

育苗盘中幼苗已长出叶子。劳动报贡俊祺 摄影

上海松江农场种植基地是支撑团队科研与成果转化的核心平台。“松江农场是上海乃至华东地区条件顶尖的育种试验基地，农场管理人员专业负责田间基础设施、多作物统筹管理，玉米、水稻、小麦等分区管护井井有条，我们科研人员不用分心处理基础农事，能够全身心投入基因挖掘、回交改良、种质筛选核心工作。”王海海评价道。

本次三伏天播种完成后，全年试验流程已规划完毕：播种一周后开展叶片取样，五千份样品带回实验室提取DNA、分子鉴定，耗时半个月完成基因型筛选；9月15日至20日进入授粉关键期，授粉结束完成收获，分批测定每一份玉米果穗籽粒蛋白含量，筛选优质高蛋白材料11初到三亚南繁；次年3月携带优质种质奔赴东北、内蒙通辽、山西等国内玉米主产区开展大面积示范种植，仅通辽一地就布置百亩展示试验田，检验改良品种在不同气候区域的适配性，为后续大面积推广积累数据。

“风吹日晒、酷暑劳作是我们的日常，但每次看到经过基因改良的高蛋白玉米在田间茁壮成长，所有辛苦都会烟消云散。”王海海说，团队把全年育种工作拆解成一季一阶段的清晰目标，回交、自交、杂交创制有序推进，一个个短期目标汇聚成十余年持续深耕的持久动力。科研的终点不止是期刊上的学术论文，更是广袤农田里丰产优质的玉米良种。把论文写在田野大地，培育自主可控高蛋白玉米新品种，惠及万千种植农户，是整个团队持之以恒的追求。

头图为王海海研究员与团队成员正在弯腰播种玉米。劳动报贡俊祺 摄影