【科技前沿】

本報上海6月17日電（記者顏維琦） 隨著全球氣候變暖趨勢加劇
，高溫脅迫成為製約世界糧食生產安全的最主要因素之一。據報道，平均氣溫每升高1℃
，會造成水稻
、小麥
、玉米等糧食作物3%~8%zuoyoudejianchan。yinci
，wajuegaowenkangxingjiyinziyuan
，chanminggaowenkangxingfenzijizhi，yijipeiyukanggaowenzuowuxinpinzhong，chengweijidaigongkedezhongdaketi。jizhehuoxi，zhongguokexueyuanfenzizhiwukexuezhuoyuechuangxinzhongxinlinhongxuanyanjiutuanduiyushanghaijiaotongdaxuelinyoushunyanjiutuanduihezuozaizheyilingyuqudexintupo。xiangguanchengguo17日在國際頂尖學術期刊《科學》上發表。

該成果首次揭示了在一個控製水稻數量性狀的基因位點（TT3）中存在由兩個拮抗的基因（TT3.1和TT3.2）組zu成cheng的de遺yi傳chuan模mo塊kuai
，用yong來lai調tiao控kong其qi高gao溫wen抗kang性xing。這zhe為wei揭jie示shi複fu雜za數shu量liang性xing狀zhuang的de分fen子zi調tiao控kong機ji製zhi提ti供gong了le新xin視shi角jiao。研yan究jiu還hai揭jie示shi了le葉ye綠lv體ti蛋dan白bai降jiang解jie新xin機ji製zhi
，同tong時shi發fa現xian了le第di一yi個ge潛qian在zai的de作zuo物wu高gao溫wen感gan受shou器qi。這zhe將jiang應ying用yong於yu抗kang高gao溫wen育yu種zhong改gai良liang當dang中zhong
，以yi提ti高gao不bu同tong作zuo物wu品pin種zhong的de高gao溫wen抗kang性xing，維wei持chi其qi在zai極ji端duan高gao溫wen下xia的de產chan量liang穩wen定ding性xing。

自2005年以來
，林鴻宣帶領團隊成功分離克隆多個控製水稻性狀的“重量級”新基因。此次，通過對大規模水稻遺傳群體進行交換個體篩選和耐熱表型鑒定，研究團隊定位克隆到一個控製水稻高溫抗性的基因位點TT3。為此，研究團隊付出7年的努力，加上遺傳材料構建
，耗時近10年。

研究發現，來自非洲栽培稻（CG14）的TT3基因位點，相較於來自亞洲栽培稻（WYJ）的TT3基因位點具有更強的高溫抗性。為了解TT3的生產應用價值，研究團隊通過多代雜交回交方法把高溫抗性強的非洲栽培稻TT3基因位點導入到亞洲栽培稻中
，培育成新的抗熱品係。在抽穗期和灌漿期的高溫處理條件下，新的抗熱品係增產效果明顯。

通過轉基因方法進一步驗證，結果表明

，在高溫脅迫下，過量表達TT3.1或敲除TT3.2也能夠帶來2.5倍bei以yi上shang的de增zeng產chan效xiao果guo。而er在zai正zheng常chang田tian間jian條tiao件jian下xia，它ta們men對dui產chan量liang性xing狀zhuang沒mei有you負fu麵mian影ying響xiang。這zhe為wei作zuo物wu抗kang高gao溫wen育yu種zhong提ti供gong了le珍zhen貴gui的de基ji因yin資zi源yuan
，具ju有you廣guang泛fan應ying用yong前qian景jing和he商shang業ye價jia值zhi。

研究還注意到
，細胞質膜定位的TT3.1在高溫誘導下能夠發生其蛋白定位的改變
，實現在高溫脅迫下對葉綠體的保護，從而提高水稻的高溫抗性。這表明，TT3.1可ke能neng是shi一yi個ge潛qian在zai的de高gao溫wen感gan受shou器qi。該gai研yan究jiu首shou次ci將jiang植zhi物wu細xi胞bao質zhi膜mo與yu葉ye綠lv體ti之zhi間jian的de高gao溫wen響xiang應ying信xin號hao聯lian係xi起qi來lai
，揭jie示shi了le嶄zhan新xin的de植zhi物wu響xiang應ying極ji端duan高gao溫wen的de分fen子zi機ji製zhi。

據預測，至2040年，高溫將使全球糧食減產30%~40%。隨著人口持續增加，糧食需求將倍增，勢必對未來農業發展帶來巨大挑戰。借助分子生物技術方法將該研究發掘的抗高溫新基因TT3.1/TT3.2應用於水稻、小麥
、玉米、大豆以及蔬菜等作物的抗高溫育種改良中，對於有效應對全球氣候變暖引發的糧食安全問題具有重要意義。