【劳动报】中国科学家在水稻抗高温基因挖掘与机制研究上取得新突破
文章来源：分子植物科学卓越创新中心 | 发布时间：2022-06-17 | 【】 【】
2022年6月17日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣研究团队和上海交通大学林尤舜研究团队合作在国际顶尖学术期刊《科学》上发表题为 “a genetic module at one locus in rice protects chloroplasts to enhance thermotolerance（一个基因座位上的遗传模块保护叶绿体增强水稻抗热性）”的研究论文。该成果不仅首次揭示了在一个控制水稻数量性状的基因位点（tt3）中存在由两个拮抗的基因（tt3.1和tt3.2）组成的遗传模块调控水稻高温抗性的新机制和叶绿体蛋白降解新机制，还发现了一个潜在的作物高温感受器。
随着全球气候变暖趋势的加剧，高温胁迫成为制约世界粮食生产安全的最为主要的胁迫因子之一。据报道，平均气温每升高1℃，会造成水稻、小麦、玉米等粮食作物3%-8%左右的减产。
因此挖掘高温抗性基因资源、阐明高温抗性分子机制以及培育抗高温作物新品种成为当前亟待攻克的重大课题。
该研究团队经过7年（加上遗传材料构建，耗时近10年）的努力，终于成功分离克隆了水稻高温抗性新基因位点tt3，并且阐明了其调控高温抗性的新机制。同时，通过进一步的研究发现tt3基因位点中存在两个拮抗调控水稻高温抗性的基因tt3.1和tt3.2，这为揭示复杂数量性状的分子调控机制提供了新的视角。
“民以食为天，食以安为先”，自上世纪80年代ipcc（政府间气候变化专门委员会）成立以来，该组织对全球气候变暖趋势发出了多次红色预警，并明确了高温胁迫对世界粮食生产安全的危害。据预测，至2040年，高温将使全球粮食减产30%-40%。同时随着人口的持续增加，粮食需求也将倍增，对未来农业发展势必带来巨大挑战。
借助分子生物技术方法将该研究发掘的抗高温新基因tt3.1/tt3.2应用于水稻、小麦、玉米、大豆以及蔬菜等作物的抗高温育种改良中，提高不同作物品种的高温抗性，维持其在极端高温下的产量稳定性，对于有效应对全球气候变暖引发的粮食安全问题具有重要意义。
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