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中科院破解热感知机制:水稻增产1倍的耐热密码

中科院破解热感知机制:水稻增产1倍的耐热密码

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2025-12-04

12月3日最新消息,中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣院士团队携手上海交通大学与广州国家实验室,在《细胞》期刊发表突破性研究,首次完整揭示了水稻感知高温的双重解码机制,为精准设计耐高温作物品种带来希望。

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试验田产量翻倍:中国科学院破解热感知‘双重解码’机制,创制增产一倍耐热水稻

▲ 热信号转换的分步解码机制模型

该研究完整解析了从细胞膜脂质重塑到核内基因表达的完整信号通路:高温触发细胞膜产生磷脂酸信号,经双功能蛋白MdPDE1传递至细胞核,通过降低环磷酸腺苷水平激活耐热基因,形成“G蛋白-DGK7-PA-MdPDE1-cAMP”级联反应。这一重要发现填补了植物热感知领域长达数十年的研究空白。

基于该机制,研究团队成功创制出梯度耐热水稻新种质:

单基因改良株系使模拟高温环境下增产50%-60%;

双基因协同改良株系则实现产量翻倍、米质提升,且在常温环境下无生长负效应。

试验田产量翻倍:中国科学院破解热感知‘双重解码’机制,创制增产一倍耐热水稻

▲ 精准设计梯度耐热水稻实现高温稳产

该成果为应对全球变暖导致的粮食减产提供了精准育种方案。研究团队前期已发现耐热基因TT3及耐碱热基因ATT1/2,此次突破标志着我国在作物抗逆研究领域持续保持国际领先地位。

附论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.11.003

来源:https://www.ithome.com/0/902/241.htm
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