中国科学家揭示水稻对抗高温的“秘密武器”

农民日报

近日，华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、生命科学技术学院、湖北洪山实验室水稻团队李一博教授课题组最新研究首次揭示了水稻对抗高温的“秘密武器”——基因QT12。该研究填补了作物灌浆期籽粒品质高温耐受性领域的科学空白，为解决全球粮食安全与农业可持续绿色发展问题提供了全新解决方案。相关研究论文《一个天然的基因开关系统协同赋予水稻品质和产量田间耐热性》发表在国际期刊《细胞》（Cell）上。

基因QT12如同作物内置的天然“空调系统”，调节水稻耐高温机制。当高温来袭，QT12自然变异与NF-Y蛋白复合体形成初级-次级“双生锁”，锁住高温开关系统，既平衡了储藏蛋白与淀粉的合成稳态，又稳定了稻米品质和产量，为水稻在高温环境下实现优质高产提供了全新的分子机制和绿色发展的育种策略。

近20年来，全球气候变化导致极端高温天气频发，给世界粮食安全带来严峻挑战。该研究团队在水稻品质耐热种质鉴定等研究中，经过长达10余年的灌浆期田间自然高温抗性种质筛选和鉴定，从大田耐热水稻种质中克隆到首个调控品质耐高温的主效QTL基因QT12，该基因同时表现出优异的产量耐热性。这一发现突破了传统温室筛选、苗期鉴定方法不能反映真实环境的局限，解决了长期困扰科学界的“耐高温表型难鉴定、耐高温基因难应用”瓶颈问题。

研究团队2023和2024年在长江流域极端高温下的大规模田间试验表明，低表达QT12的水稻突变株系在高温下产量提升，稻米垩白率和垩白度显著降低，外观和食味品质得到改善。此外，QT12基因导入到杂交稻配组的主栽品种“华占”中的应用也取得了显著成效，进一步验证了其在高温环境下的综合育种实力。

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