北京
记者从中国科学院遗传与发育生物学研究所获悉，该所许操研究员带领科研团队，通过多年研究攻克了作物花期冷害难题，为应对气候变化造成的农业灾害，保障粮食安全提供了新的基础理论指导和育种改良基因资源。该成果6月3日在国际学术期刊《自然》发表。
受全球气候变化影响，极端天气频发，“倒春寒”“早霜冻”“寒露风”等突发性低温天气日益常见，给全球农业生产带来严峻挑战。农作物花期对低温极为敏感，短期低温会引发花粉败育、无法结实，造成主粮作物结实率大幅下降，减产幅度可达20%至60%，各类果树减产幅度约20%至50%，每年造成全球数十亿美元的经济损失。长期以来，花期冷害防控始终是农业生产的一大难题。传统的灌水、熏烟、覆盖等防御手段成本高、效果有限，灾后剪枝、追肥等补救措施也无法挽回核心产量损失。
针对这些问题，中国科学院遗传与发育生物学研究所科研团队突破传统研究思路，攻克了花粉取样难、田间低温条件难复刻、韧性基因难鉴定三大技术瓶颈。科研团队以番茄作为模式植物，结合多场景田间试验，融合传感技术、多维组学、基因编辑与人工智能等前沿手段，历经8年持续攻关，成功发掘出小肽基因RGF。
该基因具备独特的“按需抗逆”优势，不会影响作物正常生长和产量，杜绝了能量空耗问题。在花粉发育关键的四分体时期遭遇低温胁迫时，该基因会在花药绒毡层细胞中快速激活。多年多点的作物测产试验证实了该基因的应用价值。在番茄种植中，RGF基因可挽回33.9%至52.2%的冷害产量损失；对主栽高产水稻品种进行改良后，可挽回约18%的低温减产损失。目前该技术已逐步拓展应用于大豆、玉米等作物的抗冷改良工作。
该研究打通了分子机制解析到田间落地应用的全链条，破解了作物“高产耐冷不可兼得”的困局，实现作物从“持续抗逆”向“顺境高产、逆境稳产”的转变，不仅为拓展作物种植区域、开发新型粮食产区提供了全新理论依据与育种路径，也为国家粮食安全提供了重要科技支撑。
（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）
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