北京
日前，中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣院士团队与上海交通大学林尤舜研究员团队、广州国家实验室李亦学研究员团队合作，破解了水稻感知并响应高温的双重“密码锁”，揭示了植物中的一个循序激活、协同串联的热信号感知机制，并通过对该机制的遗传改良，成功培育出具有梯度耐热性的水稻新株系，助力作物耐高温分子育种，为应对全球变暖导致的粮食减产提供了新的解决方案。
▲TT2-DGK7-MdPDE1热信号传递网络
▲DGK7和MdPDE1高温下保护水稻产量
气候变暖与持续高温直接威胁全球粮食安全。因此，急需挖掘作物中的耐热基因，解析耐热机制、培育适应高温气候的新品种。高温来袭，植物细胞是如何“感知”并“响应”的呢？这一直是未解之谜。研究团队经过多年努力，成功鉴定到水稻中两个关键调控因子，DGK7（二酰甘油激酶）和MdPDE1（磷酸二酯酶）。它们像一套精密协作的“警报系统”，将高温物理信号一步步转化为细胞能够理解的“生物指令”，完成一场从细胞边界到细胞核的“传讯”。该发现系统连接了从细胞膜脂质重塑到核内信号级联的完整过程，解决了领域内长期存在的难题。
▲改良水稻田
▲改良水稻田
该机制的破解为育种提供了精准靶点。在高温下，单基因改良的株系比对照增产50%～60%；双基因改良的株系比对照增产提高约一倍，且不影响正常条件下的产量。科学家不仅能改良作物的耐热性，更能像调节音量一样精准设计“梯度耐热”品种，以适应不同地区的气候需求，为其他主粮作物的耐热育种改良提供扎实的理论依据与宝贵的基因资源。
来源：中央广播电视总台
责任编辑：侯茜
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