记者从湖北省科技厅获悉，颠末数年研究，华中农业大学做物遗传改良全国沉点尝试室、生命科学手艺学院、发觉了水稻匹敌高温的环节基因——QT12，它好像水稻内置天然“空调系统”，能够水稻正在高温下的产量和质量。4月30日，这一主要研究正在国际权势巨子期刊《Cell》（《细胞》）上颁发。
该研究初次了水稻匹敌高温的奥妙兵器——基因QT12。它好像做物内置天然“空调系统”，调理水稻耐高温机制。科研人员操纵大规模田间天然高温判定的罕见抗性种质进行大量遗传阐发，发觉了具有我国自从学问产权的环节基因QT12，其感化机制好似古法淬火工艺：当高温来袭，QT12天然变异取NF-Y卵白复合体构成的初级-次级“双生锁”，锁住高温开关系统，既均衡了储藏卵白取淀粉的合成稳态，又不变了稻米质量和产量，好像正在籽粒内部建立起级“防火墙”，将高温“拦住”，为水稻正在高温下的同时实现优良高产供给了全新的机制和绿色成长的育种策略。全球天气变化导致极端高温气候频发，严沉全球农业出产，对粮食做物产量和质量的影响更为凸起。多国农业模子阐发及统计数据表白，全球平均气温每升高1℃，将间接导致水稻产量削减6。6%–25%，同时陪伴稻米质量的严沉劣化，对世界粮食平安带来严峻挑和。几个世纪以来，培育优良高产做物一曲是农人和育种者的方针，但人们对高温推进垩白外不雅质量构成、食味降低的遗传根本认识很是无限。正在这项研究中，颠末长达10余年的灌浆期田间天然高温抗性种质的大量筛选和判定，研究团队操纵自从研发的快速、高通量克隆做物主要农艺性状功能基因的RapMap方式（Zhangetal。NC，2021），从大田耐热水稻种质中克隆到首个调控质量耐高温的从效QTL基因QT12，该基因同时表示出优异的产量耐热性。这一发觉冲破了保守温室筛选、苗期判定方式不克不及反映实正在的局限，处理了持久搅扰科学界的“耐高温表型难判定、耐高温基因难使用”的瓶颈问题。
长江流域是我国第一洪流稻从产区，种植面积和年产量均约占全国总量的三分之二，然而近10年来该稻区极端高温气候频发，给水稻稳产取优良带来了严峻挑和。然而，QT12基因的研究为这一难题带来了冲破性处理方案。杭州和长沙等长江流域极端高温下的大规模田间试验，低表达QT12基因正在高温下表示出很强的耐热性：取野生型比拟，CRISPR编纂的QT12基因突变株系正在武汉、杭州和长沙的小区产量别离提拔了92。5%、64。1%和54。7%，同时显著降低了稻米垩白率和垩白度，QT12基因导入到杂交稻配组最多的从栽品种“华占”中的使用也取得了显著成效，高温下其健壮率、单株产量和稻米质量均较着提拔，导致小区产量别离添加了49。1%、77。9%和31。2%；改良品系的稻米储藏物质养分愈加平衡、外不雅质量明亮剔透、米饭食味性好，进一步验证了其正在高温下优良、高产、抗高温的分析育种实力。该研究成功打破了做物正在顺境-发展取产量-质量之间的衡量瓶颈，为多位院士专家比来倡导的“绿色养分超等稻”育种供给了强无力的功能基因、优秀种质等手艺支持，可无效保障国度和世界粮食平安。
李一博传授暗示，全球天气变暖导致的极端高温气候已严沉次要粮食做物的产量和质量。他强调：“该了水稻正在天然高温下协同实现优良高产的全新机制和育种策略，这一研究不只填补了做物籽粒灌浆期质量高温耐受性范畴的科学空白，还为处理全球粮食平安取农业可持续绿色成长问题供给了主要理论根据和手艺支撑。”本研究获得了科技立异2030—生物育种严沉项目、国度农业严沉科技项目、国度沉点研发打算、国度天然科学基金结合基金沉点项目、湖北洪山尝试室等项目标支撑。
