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全球气候变暖让粮食安全越来越悬,尤其是水稻,一遇到高温就减产。
就在12月3日凌晨,中国科学家给这个难题交了份漂亮答卷,林鸿宣院士团队联合上海交大林尤舜团队、广州国家实验室李亦学团队。
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在《细胞》期刊上发表了研究,破译了水稻的“热警报”双重密码,以后还能像调音量一样,给不同地区设计耐热水稻品种,保住产量。
我跟农业研究所的朋友聊过,他说以前高温天种水稻,农民最怕抽穗扬花期,一热花粉就死,产量得砍一半。
现在这个研究,等于给水稻装了“高温防护盾”,可不是小事。
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高温来了,水稻细胞怎么知道该“防暑”?以前科学家只知道高温会让细胞膜发生“膜脂重塑”,但这个信号怎么传到细胞里,一直是个谜。
这次研究找到了两个关键角色,DGK7和MdPDE1,它们俩就像一套精密的“警报系统”。
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先是DGK7在细胞膜上“站岗”,一发现膜脂有变化,就把这个物理信号转换成生物信号。
接着MdPDE1接棒,把信号放大,一路传到细胞核里,让耐热基因“开工”,比如合成抗热蛋白。
这套流程一打通,就像给水稻装了“从门口到指挥室”的传讯通道,解决了领域里多年的难题。
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以前耐热育种挺“盲目”的,要么靠自然变异选品种,要么瞎改基因,经常是耐热了但产量掉了。
这次不一样,研究团队靠这两个因子搞出了“梯度育种”,想种在轻度高温区,就改一个基因,能增产50%到60%。
要是在华南那种夏天特别热的地方,就把两个基因一起改,产量能翻一倍,米质还更好,直链淀粉含量正合适,煮出来不软不硬。
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更关键的是,在常温下种这些改良品种,产量跟普通水稻没区别。
我朋友说,这才是农民最需要的,要是天凉快的时候反而减产,谁也不会种。
这个成果不是在实验室里闷头搞出来的,背后全是田间地头的硬功夫。
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每年七八月,南方最热的时候,日均温都在35℃以上,正午能到40℃,林鸿宣院士都要带着学生下田。
我听团队里的博士说,那段时间每天早上五点就得去田里,赶在太阳太毒之前观察水稻性状。
抽穗扬花期的水稻最娇贵,高温一烤花粉就没活力,他们得用染色法一个个检测花粉,记录结实率,筛选出耐热性强的植株。
回到实验室,再通过基因测序找关键位点,一个样本一个样本比对。
就这样年复一年,整整花了近5年,筛选的样本超过10万株,才最终锁定DGK7和MdPDE1。
农业科研跟别的不一样,不能只靠仪器,必须得接地气,知道田里真正需要什么。
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林院士说过,挖掘水稻的优良基因,就是为了提高抗逆能力,实现稳产,这话特别实在,粮食安全不是空话,得靠每一株水稻的产量堆出来。
对比国际上的研究,美国之前搞出的玉米耐热基因,最多只能增产20%,还会让玉米蛋白含量下降。
咱们这个水稻研究,不管是增产幅度还是品质保持,都走在了前面,这背后就是“实验室+田间”双管齐下的功夫。
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这个成果不光能帮中国农民,对全球粮食安全都有意义。
联合国粮农组织统计过,亚洲水稻主产区因为高温,每年要减产超2亿吨,够1.5亿人吃一年。
要是把咱们的改良品种推广到印度、印尼这些地方,单中国华南稻区一年就能多产3000万吨粮,能养活8000万人。
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现在团队已经开始把这套机制用到小麦、玉米上了。
今年小麦试点里,改了一个基因的株系,在38℃高温下结实率提升了30%,效果很明显。
隆平高科、北大荒这些种业公司也已经跟团队合作,计划2026年推出第一个商业化水稻品种,先在华南夏稻区试种,慢慢推广到全国。
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从国家层面看,这个研究能落地,也离不开政策支持。
国家基金委、农业生物育种重大专项都给了资助,这正是咱们“把饭碗端在自己手里”的战略体现。
以前总担心种业关键技术被别人卡脖子,现在看到咱们自己的科学家能在《细胞》上发成果,还能快速转化到田里,确实觉得心里有底。
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说到底,应对全球变暖带来的粮食危机,靠的不是运气,是实实在在的科技突破。
这个水稻“热警报”密码的破译,不只是一篇论文,更是给农民的“定心丸”,以后就算天再热,水稻也能多打粮。
对咱们普通人来说,这就是最实在的安全感,毕竟,端稳“中国饭碗”,从来都离不开这些扎根田间的科研力量。
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