新華社武漢5月1日電(記者侯文坤)據華中農業大學消息,該校作物遺傳改良全國重點實驗室李一博教授團隊新發現一種讓水稻“不怕熱”的關鍵基因,并解析了其調控水稻耐高溫的機制。相關研究成果于北京時間4月30日發表在國際學術期刊《細胞》上。
近年來,隨著全球氣候變化的加劇,極端高溫天氣頻繁出現,成為威脅糧食安全的重要因素之一。論文通訊作者李一博介紹,如何實現水稻在高溫環境下穩產,培育抗高溫新品種具有重大戰略意義。
研究團隊在10余年的攻關過程中,突破傳統溫室篩選等方法不能反映真實環境的局限,對在田間的自然高溫環境中鑒定出的耐熱水稻種質資源,進行了大量遺傳分析,篩選出了水稻對抗高溫的關鍵基因QT12。研究顯示,當高溫來襲時,QT12會與蛋白復合體NF-Y相互作用,在稻谷籽粒內部構建起分子級的“防火墻”攔住高溫威脅,同時能幫助儲藏蛋白與淀粉在合成過程中保持相對穩定的狀態,以穩定稻米品質和產量。
低表達QT12協同提高籽粒品質和產量耐熱性。(研究團隊供圖)
李一博介紹,在去年的高溫環境下,團隊在長江流域進行了大規模田間試驗。研究人員將QT12導入到雜交稻品種“華占”中,顯著提高了其結實率、單株產量和稻米品質,在武漢、杭州和長沙的小區產量分別增加了49.1%、77.9%和31.2%,進一步驗證了QT12在高溫環境下的積極作用,為水稻在高溫環境下實現優質高產提供了全新的分子機制和育種策略。
據悉,研究團隊目前已與國內多家企業達成成果轉化開發意向協議,將加快應用于育種實踐。
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