中國(guó)科學(xué)家破解水稻抗高溫迷局發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵基因QT12

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2025-05-01 09:51:50 央廣網(wǎng)

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院和湖北洪山實(shí)驗(yàn)室水稻團(tuán)隊(duì)李一博教授課題組,，經(jīng)過(guò)數(shù)年研究，發(fā)現(xiàn)了水稻對(duì)抗高溫的關(guān)鍵基因QT12,。這個(gè)基因如同水稻內(nèi)置的天然“空調(diào)系統(tǒng)”,，可以保證水稻在高溫下的產(chǎn)量和品質(zhì)。這項(xiàng)研究成果于4月30日在國(guó)際權(quán)威期刊《細(xì)胞》上發(fā)表,。

中國(guó)科學(xué)家破解水稻抗高溫迷局

該研究首次揭示了水稻對(duì)抗高溫的奧秘武器——基因QT12,?？蒲腥藛T利用大規(guī)模田間自然高溫鑒定的稀有抗性種質(zhì)進(jìn)行大量遺傳分析，發(fā)現(xiàn)了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵基因QT12,。其作用機(jī)制類似于古法淬火工藝：當(dāng)高溫來(lái)襲時(shí),，QT12自然變異與NF-Y蛋白復(fù)合體形成的初級(jí)-次級(jí)“雙生鎖”鎖住高溫開關(guān)系統(tǒng)，既平衡了儲(chǔ)藏蛋白與淀粉的合成穩(wěn)態(tài),，又穩(wěn)定了稻米品質(zhì)和產(chǎn)量,，為水稻在高溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供了全新的分子機(jī)制和綠色發(fā)展的育種策略。

中國(guó)科學(xué)家破解水稻抗高溫迷局發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵基因QT12

近20年來(lái),，全球氣候變化導(dǎo)致極端高溫天氣頻發(fā),，嚴(yán)重威脅全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)糧食作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響尤為突出,。研究表明,，全球平均氣溫每升高1℃，將直接導(dǎo)致水稻產(chǎn)量減少6.6%至25%,，同時(shí)伴隨稻米品質(zhì)的嚴(yán)重劣化,，對(duì)世界糧食安全帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在這項(xiàng)研究中,，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)10余年的灌漿期田間自然高溫抗性種質(zhì)的篩選和鑒定,，研究團(tuán)隊(duì)利用自主研發(fā)的快速、高通量克隆作物重要農(nóng)藝性狀功能基因的RapMap方法,，從大田耐熱水稻種質(zhì)中克隆到首個(gè)調(diào)控品質(zhì)耐高溫的主效QTL基因QT12,。這一發(fā)現(xiàn)突破了傳統(tǒng)溫室篩選、苗期鑒定方法不能反映真實(shí)環(huán)境的局限,，解決了長(zhǎng)期困擾科學(xué)界的“耐高溫表型難鑒定,、耐高溫基因難應(yīng)用”的瓶頸問(wèn)題。

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