原標題:華中農大團隊找到水稻抗高溫基因開關 研究成果在線發表在《細胞》雜志

經過多年探索,華中農業大學李一博團隊找到水稻抗高溫關鍵基因開關。4月30日,此項研究成果在線發表在國際頂級《細胞》雜志。

當日,華中農大舉行抗高溫綠色營養超級稻產學研合作研討會。作物遺傳改良全國重點實驗室、湖北洪山實驗室水稻團隊李一博教授介紹,課題組發現的水稻關鍵基因QT12具有我國自主知識產權,揭示了這個類似開關的基因在自然高溫下如何協同維持較高的水稻品質與產量,為水稻在高溫環境下實現優質高產提供了全新分子機制和育種策略。

對此項重大發現,研討會現場,華中農大、洪山實驗室與多家國內龍頭企業現場簽約。李一博說:“研發團隊在未發表成果之前,就已與多家企業達成轉化開發意向協議,邊研究、邊開發、邊應用。”安徽荃銀高科種業股份有限公司副總經理張從合說,通過前期的合作試驗,華中農大團隊的大規模田間試驗成果令人欣喜,公司希望盡快將研發成果應用于水稻育種實踐。

近年來,全球極端高溫天氣事件頻發,對農業生產造成了嚴重威脅,對糧食產量和品質的影響尤為突出。多國統計數據表明,全球平均氣溫每升高1℃,將直接導致水稻產量減少6.6%至25%。同時,高溫下將增加堊白,嚴重影響稻米的外觀品質、加工品質及精米產量與市場價值。袁隆平農業高科技股份有限公司副總裁楊遠柱表示,高溫和干旱成了當前全球水稻育種和生產的瓶頸,校企新型合作將為國家糧食安全作出新貢獻。

面對這一難題,李一博課題組潛心研究,花費10余年的時間,在水稻灌漿期對田間自然高溫抗性種質進行“海量”篩選和鑒定,最終從大田耐熱水稻種質中克隆到調控品質耐高溫的基因QT12,同時,該基因表現出優異的產量耐熱性。

作為水稻對抗高溫的“秘密武器”,基因QT12如同作物內置的天然“空調系統”,調節水稻耐高溫機制:當高溫來襲,既能平衡儲藏蛋白與淀粉的合成穩態,又能穩定稻米品質和產量,如同在籽粒內部構建起分子級“防火墻”,將高溫脅迫“攔阻”。團隊通過在武漢、杭州、長沙等長江流域的大規模田間試驗,驗證了其在高溫環境下優質、高產、抗高溫的綜合育種實力,同時顯著降低稻米堊白率和堊白度,提升了稻米外觀品質和食味品質。

華中農大校長嚴建兵稱,該研究是該校面向水稻抗高溫復雜農藝性狀研究方面取得的又一重要成果,成功打破了作物在逆境—生長與產量—品質之間的權衡瓶頸,填補了作物籽粒灌漿期品質高溫耐受性領域的研究空白。(記者韓曉玲、通訊員蔣朝常)

編輯:趙玲
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