華研究有望令水稻不再“怕熱”

    華中農業大學作物遺傳改良全國重點實驗室、生命科學技術學院教授李一博帶領的團隊，新發現一種讓水稻“不怕熱”的關鍵基因，並解析了其調控水稻耐高溫的機制。相關研究成果已發表在國際學術期刊《細胞》上。

    近年來，隨着全球氣候變化的加劇，極端高溫天氣頻繁出現，成為威脅糧食安全的重要因素之一。論文通訊作者李一博介紹，如何實現水稻在高溫環境下穩產，培育抗高溫新品種具有重大戰略意義。

    研究團隊在十餘年的攻關過程中，突破傳統溫室篩選等方法不能反映真實環境的局限，對在田間的自然高溫環境中鑒定出的耐熱水稻種質資源，進行了大量遺傳分析，篩選出了水稻對抗高溫的關鍵基因QT12。研究顯示，當高溫來襲時，QT12會與蛋白複合體NF-Y相互作用，在稻穀籽粒內部構建起分子級的“防火牆”攔住高溫威脅，同時能幫助儲藏蛋白與澱粉在合成過程中保持相對穩定的狀態，以穩定稻米質量和產量。

    二○二四年，長江流域遭遇極端高溫，團隊在武漢、杭州和長沙開展大規模田間試驗。結果發現，與野生型相比，QT12突變株系在武漢、杭州和長沙的產量分別提升了百分之九十二點五、百分之六十四點一和百分之五十四點七，同時顯著降低了稻米堊白率和堊白度。

    團隊將QT12基因導入到雜交稻配組最多的主栽品種“華佔”，結果顯示，與“華佔”相比，武漢、杭州和長沙三地導入QT12抗性基因的“改良華佔”產量，分別增加了百分之四十九點一、百分之七十七點九和百分之三十一點二，進一步驗證了QT12基因在高溫環境下的育種實力。

    據悉，改良品系的稻米儲藏物質營養更加均衡、外觀品質晶瑩剔透、米飯食味性好，進一步驗證了其在高溫環境下優質、高產、抗高溫的綜合育種實力。該研究成功打破了作物在逆境——生長與產量——質量之間的權衡瓶頸，為多位元院士專家最近提倡的“綠色營養超級稻”育種提供了強有力的功能基因、優良種質等技術支撐，可有效保障國家和世界糧食安全。

    目前，聚焦該成果，已有近十家種業公司與華中農業大學簽署轉化意向協議。簽約單位之一、安徽荃銀高科種業股份有限公司副總經理張從合指出，相較於實驗室環境下篩選出來的耐高溫基因，QT12基因是在自然環境下篩選出來，抗性及表型更加貼合現實，穩產提質效果更優，這也是產業界看重的關鍵。

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