文｜《中国科学报》记者李思辉 朱汉斌 实习生侯婧怡

“一个字——啃！”研究生李琴记得很清楚，五六年前的那个夏天，她和另外99名同学参加过一场别开生面的“品鉴会”。

当时他们的“主要任务”就是啃各种各样的甜玉米，然后给它们打分，类似电视上的“美食评委”。至于“评委们”的评分有什么用，大家不太清楚，只知道是给科研团队帮忙。直到最近，他们中的一些人才理解：当年的百人啃玉米“真不是闹着玩的”，而是一次非常有价值的科学实验。

11月7日，一项题为《关于玉米的风味复杂性的遗传基础》的文章发表于《自然-遗传学》。“百人啃玉米”是这项研究中的一个有趣实验。

“百人啃玉米”现场

百人啃玉米

在很多商超里，甜玉米是消费者非常喜爱的食物。然而甜玉米种植一直面临着一个悖论——“高产不美味，美味不高产”。如何从育种角度打破这个悖论，是摆在科学家面前的一个难题。

2017年，合肥，全国玉米生物学研讨会上，广东省农科院作物所研究员胡建广与华中农业大学教授严建兵，就这个问题展开了一场交流。“要提升食味品质，必先找到玉米的基因密码！”两人一拍即合，决定合作探索“高产不美味，美味不高产”悖论背后的分子机制，试图揭示玉米风味的遗传奥秘，为培育“既高产又美味”的品种开辟技术路径。

要实现这项突破，需要完成很多基础性研究，其中之一就是从数百种玉米品种中找到好吃的品种，并且找出它“好吃的根源”。研究团队认为，“这项研究的最终目标是培育出好吃的甜玉米品种，这个好吃要得到市场认可、得到消费者认可，需要由人来品鉴。”于是，就有了那场别开生面的“百人品鉴会”。

2019年6月10日下午两点半，广东省农业科学院一间大会议室里，空气温热而湿润，弥漫着一股清甜诱人的玉米香气。

屋内，长桌上，整齐码放着一盘盘或金黄或乳白的蒸玉米。百名研究生、本科生志愿者，化身成严谨的“感官品评员”，用味蕾为科学数据“投票”。

品鉴会组织者、广东省农业科学院作物研究所研究员于永涛介绍，这是一次精心设计的科学实验，目的是将玄妙的“风味”感受，量化成可供分析的客观数据。

为了保证品鉴的精确性与严谨性，研究团队从用于核心研究的295份具有全球代表性的甜玉米种质资源中，精选出了一批材料。

为了让这批“优中选优”的玉米在最完美状态下接受品评，研究团队动用了五六个家用大蒸锅同时开工。每一轮只蒸一个品种，蒸熟后迅速切段分发。品鉴者们需要从甜度、果皮厚度、脆度、香气和光泽度等多个专业维度，以及一个更直观的“好吃程度”总体指标，为盘中的玉米打分。

为了保证每一口玉米都是出锅不久、风味最佳的状态，现场采用“流水席”的方式：吃完一个品种，打分，清水漱口，再上下一个。这场品鉴会最终凝结成了千余份有效评分数据。

此后，团队还开展了一系列系统性研究，通过多组学分析揭示了甜玉米风味的遗传机制。研究发现，甜玉米风味是由甜度、果皮厚度、脆度和香气等多个维度共同构成的复杂性状。令人惊讶的是，提高风味评分不一定要增加糖分，降低果皮厚度、改善口感同样能显著提升风味体验。这一发现打破了“甜即好吃”的传统育种观念，为后续品质改良提供了新的视角和方向。

通过深入分析，研究团队鉴定出三个全新的风味调控基因：ZmAPS1调控腺苷代谢，影响风味物质的前体合成；ZmSK1影响奎宁酸合成，与甜玉米风味密切相关；ZmCRR5调节果糖积累，在甜度与产量之间起到关键平衡作用。这些基因如同风味形成过程中的精准“指挥家”，共同调控着甜玉米的食用品质。

研究团队还构建了甜玉米风味的精准预测模型。结果显示：全基因组SNP可解释42.0%~73.7%的风味评分变异；团队鉴定出4711个与风味显著相关的基因位点，以及139种关键代谢物。这些发现为实现“风味与产量协同提升”的育种目标奠定了重要理论基础。

严建兵告诉《中国科学报》：“这项研究的一个显著特点就在于找到了品质与高产之间的平衡点。”在他看来，这非常符合中国传统文化里的中庸之道——过犹不及。品质与高产，二者需要找到一个恰到好处的平衡点，实现最优解。

严建兵（右一）、李坤（右二）与研究团队合影

投稿“马拉松”

2021年春节刚过，海南基地，正在进行取样工作的甜玉米研究团队成员、广东省农科院作物所副研究员李坤，收到一则消息：美国佛罗里达大学在甜玉米基因组方面的研究成果已在《自然-通讯》发表。

他即刻找来文章进行通读，发现其中约一半的创新点与他所在团队持续多年的研究高度重合。

“这意味着我们相当一部分的分析结果，或许只能以附件形式呈现。”李坤回忆。团队一时陷入两难：是尽快将成果发表于影响力较低的期刊，还是静下心来，向更深处挖掘？那几天，团队士气明显低沉。

几天后，他读博期间的导师严建兵来到海南基地查看玉米长势。利用这次机会，李坤与导师进行了一次深入交流。

“严老师态度非常坚决，他认为在甜玉米风味品质方面做更深入地解析，有望形成更加系统的新发现、新成果。”李坤说。这一判断坚定了他的信心。

以积累多年的宝贵数据为基础，研究团队形成成体系的研究成果，于2023年初首次将论文投稿给《自然》。主编认为研究内容更偏向遗传学领域，建议他们转投旗下的大子刊《自然-遗传学》。

团队重整旗鼓，开始向《自然-遗传学》投稿，就此开启了一场长达两年零十个月的“马拉松”——这篇论文经历了六七轮修改，在一轮轮的修改过程中不断优化提升。

最严峻的考验发生在2023年10月。在第二次文章返修后，编辑给出了“拒稿，鼓励重投”的意见。

这是一个令团队“抓狂的意见”——研究团队最初的分析一直都是基于普通玉米的参考基因组，但审稿人认为，甜玉米与普通玉米遗传背景或许不同，应该用甜玉米自身的参考基因组重新分析所有数据。

“这就像换了一张地图重新探险，无异于‘推倒重来’！”李坤说。

面对这个“拒稿”通知，团队内部再次出现分歧。有成员建议放弃，经多轮讨论后，团队最终决定坚持——“审稿专家说得有道理，要做就做到最好”。正是这种执着，支撑他们度过了最煎熬的阶段。

研究团队重新组装甜玉米基因组，将所有分析按新标准重做。科研的艰辛，藏在每一个样本里。

试验材料种植过程中，高温、病害接踵而至。样品采集环节，转录组和代谢组分析需要授粉后15至20天的鲜籽粒，这些娇嫩的籽粒必须从果穗上完整剥离，负责田间试验的于永涛带领一群学生用手术刀小心翼翼地一颗颗剜取……虽然最终的结论与之前相比并无颠覆性改变，但论证过程变得更加严谨，研究结论更加“无懈可击”。

在这项更精密的研究中，科学家解析了玉米风味与产量之间的内在权衡机制。他们发现，基因ZmCRR5在自然群体中存在多种等位基因型，其中一类低频等位型具有产量高、风味佳的特点。这些发现为实现“风味与产量协同提升”的育种目标提供了靶向，有望打破“高产不美味，美味不高产”悖论。

“我们的成果就像给玉米绘制了一张精细的基因地图，让大家知道哪些基因让玉米变甜，哪些让玉米变得更好吃。”李坤说。

经历了两年多的曲折，今年10月9日，论文终于被《自然-遗传学》正式录用，团队成员松了一口气——从最初设想的提出，到论文最终被发表，已接近十年。

这篇从“拒稿”到“重生”的论文，也成为国内外第一篇公开发表的系统研究甜玉米遗传进化与品质改良的研究论文。

胡建广（左二）、李坤（右一）在田间

画一个句号

文章发表后，整个团队都很开心。尤其是对胡建广来说，这份成果有着特殊的意义——再过一个多月他就要退休了。

李坤告诉《中国科学报》，此前的20多年里，胡建广一直都在围绕甜玉米做品质改良与育种研究，退休前的收获，来得正好。

时间回溯到1999年，那一年，胡建广进入广东省农业科学院，开始做甜玉米研究。“那时我们只有三十几份材料、七亩试验地，团队人员少、经费紧张，开支要靠项目支撑，很不容易。”胡建广回忆。

为了做研究，他和团队成员们常年奔波于各地：春夏在北方，秋冬在海南，一年四季追着太阳走。

田间工作不仅辛苦，还充满风险。团队成员常被玉米叶划伤，被蛇虫叮咬，还有人摔跤骨折。提及这些，胡建广直言“不值得一说”，因为“做农业研究都是这样，没那么娇气。”

倒是有一件事，让他难以忘怀。2011年，胡建广随有关部门赴美国考察，当走进一些国际农业巨头的实验室和试验田时，他受到了极大的触动。“他们的设备条件、科研投入、育种平台，确实遥遥领先。”他回忆道。

那种全方位的差距，让他很不好受。更让他心情复杂的是，在异国他乡，他遇到了多名在国外大公司工作的复旦校友。他们告诉胡建广，在国外，研究中最辛苦的活儿都是中国人干，但成果却往往属于别人，中国“打工者”的待遇也和美国人相差很大。

巨大的差距并没有让他气馁，反而激发了他的斗志。回国后，他一方面注重良种选育、开展产业推广，带领团队陆续培育出粤甜13号、粤甜16号、粤甜28号等多个国家级甜玉米对照品种；另一方面和华中农业大学等单位积极合作，试图在理论上实现突破，做出中国自己的、世界级的成果。

经历了多平台协作、多年积累，他们终于取得重要突破，“设想”终于变为“现实”。“这是一个水到渠成的过程，没有突然的柳暗花明，只有一步步的扎实推进。”胡建广说。

在胡建广看来，这份“退休前的礼物”可以看作是中国甜玉米研究走向世界前沿的见证——尽管现在中国的玉米品种源头主要来自西方发达国家，但我国在一些细分研究领域已经走在了世界最前沿。

对此，严建兵也有同感。他介绍：“过去20多年来，中国玉米研究取得了长足发展，尤其是在基础研究上实现了突飞猛进。今天，中国的玉米研究与美国等发达国家相比，正处于并跑阶段，在某些领域甚至开始领跑。”

但严建兵转而又告诉《中国科学报》，目前我国在玉米育种研究上还有两个不容忽视的不足：一是围绕玉米产业链建立的智能育种技术，和美国还有差距；二是在玉米种质资源创新上，我国科学家还需持续努力。

相关文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41588-025-02401-0

文中图片均为受访者提供