長江流域是我國第一大水稻主產(chǎn)區(qū),,種植面積和年產(chǎn)量均約占全國總量的三分之二,。然而,,近10年來該稻區(qū)極端高溫天氣頻發(fā),給水稻穩(wěn)產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)帶來了嚴峻挑戰(zhàn),。QT12基因的研究為這一難題帶來了突破性解決方案。通過2023年和2024年武漢,、杭州和長沙等長江流域極端高溫下的大規(guī)模田間試驗,,低表達QT12基因在高溫環(huán)境下表現(xiàn)出很強的耐熱性。CRISPR編輯的QT12基因突變株系在這些地區(qū)的小區(qū)產(chǎn)量顯著提升,,同時顯著降低了稻米堊白率和堊白度,,提升了稻米外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)。此外,,QT12基因?qū)氲诫s交稻配組最多的主栽品種“華占”中的應用也取得了顯著成效,,高溫下其結(jié)實率、單株產(chǎn)量和稻米品質(zhì)均明顯提升,。該研究成功打破了作物在逆境-生長與產(chǎn)量-品質(zhì)之間的權(quán)衡瓶頸,,為多位院士專家提倡的“綠色營養(yǎng)超級稻”育種提供了強有力的功能基因和技術(shù)支撐,可有效保障國家和世界糧食安全,。
李一博教授表示,,全球氣候變暖導致的極端高溫天氣已嚴重威脅主要糧食作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。他強調(diào),,該成果揭示了水稻在自然高溫環(huán)境下協(xié)同實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的全新分子機制和育種策略,,不僅填補了作物籽粒灌漿期品質(zhì)高溫耐受性領(lǐng)域的科學空白,還為解決全球糧食安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展問題提供了重要理論依據(jù)和技術(shù)支持,。
這項研究得到了多個項目的支持,,包括科技創(chuàng)新2030—生物育種重大項目,、國家農(nóng)業(yè)重大科技項目、國家重點研發(fā)計劃,、國家自然科學基金聯(lián)合基金重點項目以及湖北洪山實驗室等,。