北京時(shí)間今天凌晨2點(diǎn)，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心林鴻宣研究團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)林尤舜研究團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表題為 《一個(gè)基因座位上的遺傳模塊保護(hù)葉綠體增強(qiáng)水稻抗熱性》的研究論文。該研究成果首次揭示了在一個(gè)控制水稻數(shù)量性狀的基因位點(diǎn)TT3中存在由兩個(gè)拮抗的基因TT3.1和TT3.2組成的遺傳模塊，來(lái)調(diào)控水稻高溫抗性的新機(jī)制和葉綠體蛋白降解新機(jī)制，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)潛在的作物高溫感受器。
隨著全球氣候變暖趨勢(shì)的加劇，高溫脅迫成為制約世界糧食生產(chǎn)安全的最主要原因之一。據(jù)報(bào)道，平均氣溫每升高1 ，會(huì)造成水稻、小麥、玉米等糧食作物3%~8%左右的減產(chǎn)。因此，挖掘高溫抗性基因資源、闡明高溫抗性分子機(jī)制以及培育抗高溫作物新品種成為當(dāng)前亟待攻克的重大課題。
林鴻宣院士在田間進(jìn)行觀察研究
一直以來(lái)，通過(guò)正向遺傳學(xué)方法挖掘控制高溫抗性的數(shù)量性狀基因位點(diǎn)難度大、具有挑戰(zhàn)性。研究團(tuán)隊(duì)耗時(shí)近10年，終于成功分離克隆了水稻高溫抗性新基因位點(diǎn)TT3，并且闡明了其調(diào)控高溫抗性的新機(jī)制。
研究團(tuán)隊(duì)把高溫抗性強(qiáng)的非洲栽培稻TT3基因位點(diǎn)導(dǎo)入到亞洲栽培稻中，培育成了新的抗熱品系——近等基因系NIL-TT3CG14。在抽穗期和灌漿期的高溫處理?xiàng)l件下，新品系的增產(chǎn)效果是對(duì)照品系的1倍左右。
研究發(fā)現(xiàn)，新的品系近等基因系NIL-TT3CG14可以顯著增加高溫脅迫下的水稻產(chǎn)量。
面對(duì)全球氣候變暖的趨勢(shì)，以及人口的持續(xù)增加，糧食需求也將倍增，對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展勢(shì)必帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。借助分子生物技術(shù)方法將該研究發(fā)掘的抗高溫新基因TT3.1/TT3.2應(yīng)用于水稻、小麥、玉米、大豆以及蔬菜等作物的抗高溫育種改良中，可以提高不同作物品種的高溫抗性，維持其在極端高溫下的產(chǎn)量穩(wěn)定性，對(duì)于有效應(yīng)對(duì)全球氣候變暖帶來(lái)的糧食問題具有重要意義。
