他们破解作物“午睡”百年谜题，水稻增产有望

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撰文 | 知识分子

他们破解作物“午睡”百年谜题，水稻可增产一至四成

图片来源：中国科学院遗传与发育生物学研究所/崖州湾国家实验室

中国科学院遗传与发育生物学研究所/崖州湾国家实验室李家洋院士团队与合作者，今年6月在《细胞》杂志在线发表论文阐述植物蛋白相变介导的新型光保护并增强光合作用的机制，并以主栽稻花香品种开展多年多点田间规模测产试验，证实该技术增产成效显著，能够让水稻等农作物产量提升10%至40%。

据该所官网介绍，田间环境中，作物频繁遭遇强光、高温、干旱等多重逆境。正午的过量光照会促使叶绿体积累大量单线态氧，损伤类囊体与光合复合体，引发光抑制和光合午休，导致光合速率下降、产量受损。该生理现象是植物生理学领域延续百年的经典难题，在气候变暖趋势下影响愈发突出。

研究团队发现了植物体内一种名为MBS1的超小蛋白。强光胁迫下，MBS1在叶绿体外膜形成动态凝聚体，通过光学遮蔽作用削弱强光透射，从源头减少单线态氧积累，为叶绿体构筑天然动态防晒屏障。

该所副研究员邵宁，既是论文共同第一作者，也是共同通讯作者，她2016年加入李家洋位于遗传发育所的实验室。据《中国科学报》报道，在推进作物“午睡”机制这个研究中，李家洋和邵宁选择了“10年零发表”，坚持“讲一个完整的故事”。李家洋说：“基础研究不是拍拍脑袋就能做出来。如果路线不对，20年也没用。现在回看，每一步艰难都值得。”

►相关论文：

https:doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.042

气温不断升高，如何培育耐热的水稻？

图片来源：Unsplash

2026年7月1日，四川农业大学水稻研究所钦鹏、李仕贵团队联合中国科学技术大学生命科学与医学部向成斌、孙林峰团队，在《自然》发表论文，揭示了水稻通过磷脂翻转快速稳定细胞质膜流动性的新机制，为作物耐热分子设计育种提供了新的理论依据和优异基因资源。

据四川农大官网，该研究将基础机制与水稻耐热育种联系起来。研究团队从2236份亚洲栽培稻资源中挖掘到OsALA5稀有优异单倍型Hap7，其近等基因系在2024和2025年成都、重庆、长沙三地田间试验中，表现出良好的高温下稳产能力，尤其是在高温胁迫最强的长沙，其结实率分别提高47.19%和61.59%，显示出良好的育种利用潜力。

该研究也提出了植物高温适应的新视角：植物细胞不仅可以通过较慢的膜脂组成重塑来适应高温，也可以通过调控脂质在质膜双层中的空间分布，实现快速、本地的质膜保护。这一发现拓展了人们对质膜脂质不对称性动态调控功能的认识，也为培育耐热稳产作物提供了新的理论依据、分子靶标和优异等位基因。

►相关论文：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10726-x

马拉松比赛，男选手和女选手谁更容易“撞墙”？

图片来源：Unsplash

马拉松比赛越来越流行。2026年7月2日发表于《Scientific Reports》的一项研究称，男选手在马拉松比赛中突然减速，也就是所谓遭遇“撞墙”的可能性，大概是女选手的两倍。

瑞士苏黎世大学Beat Knechtle等人分析了1999—2025年间，柏林马拉松87万多名完赛选手数据，这也是迄今为止单一赛事规模最大的研究，证实男女选手在配速崩盘现象上存在显著性别差异：男性选手整体出现严重降速的概率约为女性两倍；在3小时完赛精英组别中，男性发生灾难性掉速的概率更是女性的六倍。

这样的差异，在所有成绩层级（包括最高竞技水平的选手）当中均稳定存在，说明仅靠参赛经验与生理能力无法消弭这一性别鸿沟。上述研究结果支持如下假说：马拉松成绩的性别差异，除生理因素外，行为习惯与比赛策略同样起到关键作用。本研究也为后续深入挖掘背后作用机制提供了量化数据支撑。

►相关论文：

https://doi.org/10.1038/s41598-026-56334-7

睡眠，不只是“一夜充电”？

图源：作者团队

2026年6月30日发表于《Brain Medicine》的一篇综述文章，对睡眠机制提出了新的诠释，认为这是一种系统层面的韧性机制，并希望给人工智能研究提供一些启示。

作者认为，关于睡眠的诸多困惑，源自将三个概念混为一谈。他们将其逐一拆解：稳定性，是微小波动下维持功能状态的能力。鲁棒性，是噪声、漂移或局部损伤之下仍能运作的能力。韧性，则是更宏大、也更奇异的属性，是吸收冲击、并恢复适应性表现的能力。作者主张，睡眠真正守护的，正是韧性。

论文通讯作者之一、中国科学院长春应用化学研究所药物化学生物学课题组王晓辉教授说，希望跳出“睡眠只是大脑夜间充电”这一固有认知。如果将大脑视作一套复杂动态网络，你会发现睡眠更像是严谨工程师精心设计出来的定时运维窗口，专供这套系统完成自我修复与结构重组。

另一位通讯作者、浙江大学医学院李浩洪教授表示，从记忆重放、参数重归一化、冗余信息修剪，到噪声注入，无论是生物学的大脑还是人工智能系统，都演化出几套相似的调控方案。研究团队并非主张服务器集群会像人类一样睡眠，而是提出一个观点：任何在动态环境中持续学习的系统，都需要一段结构化的离线运行阶段，以此维持自身稳定鲁棒的学习能力。

“一个只知优化的网络，可能把自己逼入死角，”第一作者杨龙威说,“而睡眠所守护的，似乎正是重新走出来的能力。”

►文章链接：

https://doi.org/10.61373/bm026p.0045