人民網(wǎng)武漢5月1日電 （記者周雯）極端高溫天氣事件頻發(fā)，對全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴重威脅，尤其是對糧食產(chǎn)量和品質的影響尤為突出。4月30日，記者從華中農(nóng)業(yè)大學獲悉，該?？蒲袌F隊在國際期刊《細胞》上發(fā)表了突破性研究，該研究首次揭示了水稻對抗高溫的奧秘武器——基因QT12，該基因如同作物內(nèi)置天然“空調(diào)系統(tǒng)”，調(diào)節(jié)水稻耐高溫機制。這一研究不僅填補了作物籽粒品質高溫耐受性領域的科學空白，還為解決全球糧食安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題提供了重要理論依據(jù)和技術支持。

多國農(nóng)業(yè)模型分析表明，全球平均氣溫每升高1℃，將直接導致水稻產(chǎn)量減少3.2%。長江流域是我國第一大水稻主產(chǎn)區(qū)，種植面積和年產(chǎn)量均約占全國總量的三分之二，然而近10年來該稻區(qū)極端高溫天氣頻發(fā)，給水稻穩(wěn)產(chǎn)與優(yōu)質帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。

李一博教授課題組正在做實驗。蔣朝常攝

經(jīng)過長達10余年的灌漿期田間自然高溫抗性種質的大量篩選和鑒定，華中農(nóng)業(yè)大學作物遺傳改良全國重點實驗室、生命科學技術學院、湖北洪山實驗室水稻團隊李一博教授課題組利用自主研發(fā)的快速、高通量克隆作物重要農(nóng)藝性狀功能基因的方法，從大田耐熱水稻種質中克隆到首個調(diào)控品質耐高溫的基因QT12，該基因同時表現(xiàn)出優(yōu)異的產(chǎn)量耐熱性。這一發(fā)現(xiàn)突破了傳統(tǒng)溫室篩選、苗期鑒定方法不能反映真實環(huán)境的局限，解決了長期困擾科學界的“耐高溫表型難鑒定、耐高溫基因難應用”的瓶頸問題。

低表達QT12協(xié)同提高籽粒品質和產(chǎn)量耐熱性。受訪者供圖

“通過2024年長江流域極端高溫下的大規(guī)模田間試驗，低表達QT12基因在高溫環(huán)境下展現(xiàn)出很強的耐熱性?！崩钜徊┍硎?，與野生型相比，QT12基因株系在武漢、杭州和長沙的小區(qū)產(chǎn)量分別提升了92.5%、64.1%和54.7%。此外，QT12基因導入到雜交稻品種“華占”，顯著提高了其結實率、單株產(chǎn)量和稻米品質，導致產(chǎn)量分別增加了49.1%、77.9%和31.2%，進一步驗證了其在高溫環(huán)境下的育種實力。

該研究的應用價值受到國內(nèi)多家企業(yè)關注。“以前，有些抗高溫的研究是在實驗室里做出來的，但這次研究是在田里經(jīng)過10多年的篩選后得出的結果，對企業(yè)而言，這意味著拿到成果就能用，更快為產(chǎn)業(yè)賦能?！卑不哲蹉y高科種業(yè)股份有限公司副總經(jīng)理張從合表示。

全球氣候變暖導致的極端高溫天氣已嚴重威脅到主要糧食作物的產(chǎn)量和品質。袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司副總裁、院長楊遠柱介紹，這項研究在水稻耐高溫領域的突破，將更好的助推中國水稻品種走出去，特別是東南亞、非洲地區(qū)，為全球糧食安全貢獻中國力量。

目前，該科研團隊已與隆平高科、安徽荃銀、北京金色農(nóng)華、湖北荃銀、揚子江種業(yè)等多家國內(nèi)龍頭企業(yè)達成轉化開發(fā)意向協(xié)議，以期更早將研發(fā)成果普遍應用于水稻育種實踐。

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