【科技前沿】

本報上海6月17日電（記者顏維琦） 隨著全球氣候變暖趨勢加劇，高溫脅迫成為製約世界糧食生產安全的最主要因素之一。據報道
，平均氣溫每升高1℃，會造成水稻、小麥、玉米等糧食作物3%~8%zuoyoudejianchan。yinci，wajuegaowenkangxingjiyinziyuan，chanminggaowenkangxingfenzijizhi，yijipeiyukanggaowenzuowuxinpinzhong，chengweijidaigongkedezhongdaketi。jizhehuoxi
，zhongguokexueyuanfenzizhiwukexuezhuoyuechuangxinzhongxinlinhongxuanyanjiutuanduiyushanghaijiaotongdaxuelinyoushunyanjiutuanduihezuozaizheyilingyuqudexintupo。xiangguanchengguo17日在國際頂尖學術期刊《科學》上發表。

該成果首次揭示了在一個控製水稻數量性狀的基因位點（TT3）中存在由兩個拮抗的基因（TT3.1和TT3.2）zuchengdeyichuanmokuai，yonglaitiaokongqigaowenkangxing。zheweijieshifuzashuliangxingzhuangdefenzitiaokongjizhitigonglexinshijiao。yanjiuhaijieshileyelvtidanbaijiangjiexinjizhi，tongshifaxianlediyigeqianzaidezuowugaowenganshouqi。zhejiangyingyongyukanggaowenyuzhonggailiangdangzhong，yitigaobutongzuowupinzhongdegaowenkangxing，weichiqizaijiduangaowenxiadechanliangwendingxing。

自2005年以來
，林鴻宣帶領團隊成功分離克隆多個控製水稻性狀的“重量級”新基因。此次，通過對大規模水稻遺傳群體進行交換個體篩選和耐熱表型鑒定，研究團隊定位克隆到一個控製水稻高溫抗性的基因位點TT3。為此
，研究團隊付出7年的努力，加上遺傳材料構建，耗時近10年。

研究發現，來自非洲栽培稻（CG14）的TT3基因位點，相較於來自亞洲栽培稻（WYJ）的TT3基因位點具有更強的高溫抗性。為了解TT3的生產應用價值，研究團隊通過多代雜交回交方法把高溫抗性強的非洲栽培稻TT3基因位點導入到亞洲栽培稻中，培育成新的抗熱品係。在抽穗期和灌漿期的高溫處理條件下
，新的抗熱品係增產效果明顯。

通過轉基因方法進一步驗證

，結果表明，在高溫脅迫下，過量表達TT3.1或敲除TT3.2也能夠帶來2.5beiyishangdezengchanxiaoguo。erzaizhengchangtianjiantiaojianxia，tamenduichanliangxingzhuangmeiyoufumianyingxiang。zheweizuowukanggaowenyuzhongtigonglezhenguidejiyinziyuan，juyouguangfanyingyongqianjingheshangyejiazhi。

研究還注意到
，細胞質膜定位的TT3.1在高溫誘導下能夠發生其蛋白定位的改變，實現在高溫脅迫下對葉綠體的保護，從而提高水稻的高溫抗性。這表明，TT3.1可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)個(ge)潛(qian)在(zai)的(de)高(gao)溫(wen)感(gan)受(shou)器(qi)。該(gai)研(yan)究(jiu)首(shou)次(ci)將(jiang)植(zhi)物(wu)細(xi)胞(bao)質(zhi)膜(mo)與(yu)葉(ye)綠(lv)體(ti)之(zhi)間(jian)的(de)高(gao)溫(wen)響(xiang)應(ying)信(xin)號(hao)聯(lian)係(xi)起(qi)來(lai)，揭(jie)示(shi)了(le)嶄(zhan)新(xin)的(de)植(zhi)物(wu)響(xiang)應(ying)極(ji)端(duan)高(gao)溫(wen)的(de)分(fen)子(zi)機(ji)製(zhi)。

據預測，至2040年
，高溫將使全球糧食減產30%~40%。隨著人口持續增加，糧食需求將倍增，勢必對未來農業發展帶來巨大挑戰。借助分子生物技術方法將該研究發掘的抗高溫新基因TT3.1/TT3.2應用於水稻
、小麥、玉米
、大豆以及蔬菜等作物的抗高溫育種改良中，對於有效應對全球氣候變暖引發的糧食安全問題具有重要意義。