對抗高溫，水稻有“秘密武器”

原標(biāo)題：對抗高溫，水稻有“秘密武器”

記者5月12日獲悉，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授李一博課題組首次揭示了水稻對抗高溫的“秘密武器”——基因QT12。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國際期刊《細(xì)胞》上。

李一博課題組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高溫來襲，基因QT12會與調(diào)控植物生長發(fā)育的復(fù)合體NF-Ys結(jié)合，形成初級—次級“雙生鎖”。這一結(jié)構(gòu)如同在水稻籽粒內(nèi)部構(gòu)建起分子級“防火墻”，將高溫脅迫“攔住”，從而保證了稻米的品質(zhì)。該研究為在高溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供了理論依據(jù)，也為綠色育種指明了方向。

近20年來，極端高溫天氣事件頻發(fā)，給全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，尤其對糧食產(chǎn)量和品質(zhì)的影響尤為突出。

多國農(nóng)業(yè)模型分析表明，全球平均氣溫每升高1攝氏度，將直接導(dǎo)致水稻產(chǎn)量減少3.2%。極端高溫天氣頻發(fā)，對水稻等主要糧食作物的產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

長江流域是我國第一大水稻主產(chǎn)區(qū)。2024年，在長江流域極端高溫天氣下，科研團(tuán)隊開展了大規(guī)模田間試驗(yàn)。結(jié)果顯示，基因QT12在高溫環(huán)境下展現(xiàn)出很強(qiáng)的耐熱性。與野生型相比，CRISPR編輯的QT12基因株系在武漢、杭州和長沙種植的水稻小區(qū)產(chǎn)量分別提升了92.5%、64.1%和54.7%。

此外，基因QT12導(dǎo)入到雜交稻品種“華占”中，能顯著提高其結(jié)實(shí)率、單株產(chǎn)量和稻米品質(zhì)，導(dǎo)致在武漢、杭州和長沙種植的水稻小區(qū)產(chǎn)量分別增加了49.1%、77.9%和31.2%，進(jìn)一步驗(yàn)證了其在高溫環(huán)境下的育種實(shí)力。

據(jù)悉，科研團(tuán)隊已與多家國內(nèi)龍頭企業(yè)達(dá)成轉(zhuǎn)化開發(fā)意向協(xié)議，相關(guān)成果將在育種實(shí)踐中發(fā)揮重要作用。（記者吳純新 通訊員蔣朝常）