院士团队解锁高温抗性基因：作物稳产增收两大关键策略
近年来，全球气候变暖态势愈演愈烈，极端高温天气频发，不仅威胁着人类的生产生活，也对农业生产带来了严峻的挑战。相较于人类能依赖空调清凉度夏，植物无法通过自主移动来躲避酷热，其生殖发育过程更容易受到高温的胁迫，作物产量和品质也随之明显下降。科学研究表明，全球平均气温每上升1°C，主要粮食作物的产量就可能减少3%~8%。持续高温还会干扰水稻的灌浆过程，导致籽粒充实度不足、垩白增加，稻米的外观和食味品质显著降低。可以说，高温热害已成为威胁全球粮食安全的关键因素之一。
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面对这一困境，科学家们将目光投向植物自身的耐热机制。中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究团队联合上海交通大学、广州国家实验室的科研人员，在水稻耐高温育种领域取得了突破性进展。他们揭示了水稻感知高温的分子通路，成功培育出耐热性显著提升的新种质，为解决气候变化下的粮食安全问题提供了新的技术路径。
研究团队发现，当高温胁迫来临时，水稻细胞膜上的磷脂分子组成会率先发生变化，这一过程如同拉响了细胞的“高温警报”。经过多年探索，科研人员鉴定出两个关键调控因子——二酰甘油激酶DGK7和磷酸二酯酶MdPDE1。它们协同作用，将高温物理信号转化为细胞可识别的化学指令，形成一套精密的热响应机制。具体而言，DGK7作为“前线哨兵”，在细胞膜上感知高温后被激活，通过生成磷脂酸PA传递信号；PA进入细胞后进一步激活“信号中转站”MdPDE1，后者进入细胞核调控热胁迫响应基因的表达，促使细胞合成热激蛋白等保护物质，最终帮助水稻减轻高温伤害。
这一发现填补了植物热信号传导领域的知识空白。研究团队进一步通过基因编辑技术，对DGK7和MdPDE1进行遗传改良。田间试验表明，单基因改良的水稻株系在高温条件下的产量较对照品种提高50%以上；双基因协同改良的株系产量增幅更为显著，同时稻米品质优于传统品种，且不影响正常温度下的产量表现。这一成果突破了水稻育种中长期存在的“高产与优质难以兼得”的技术瓶颈。
研究人员指出，该机制在禾本科作物中具有保守性，意味着相关基因资源可广泛应用于水稻、小麦、玉米等主粮作物的耐热育种。随着全球变暖导致极端天气频发，这项研究为保障粮食安全提供了重要的理论支撑和技术路径。目前，研究团队正与育种单位合作，推动耐热水稻品种的产业化应用，以期在气候变化背景下稳定粮食生产。
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