中国科学家破译水稻“耐热”密码，成功培育出水稻新株系破解高温危机

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2025-12-05 10:22:36 新闻晨报

高温会导致水稻减产，影响其品质。全球气候变暖对粮食安全构成直接威胁，高温损害作物花粉活力，阻碍授粉与灌浆过程，降低产量和品质，削弱主粮产区的生产潜能。因此，挖掘作物中的耐热基因，解析耐热机制，培育适应未来气候的新品种成为农业科技领域的迫切任务。

中国科学家破译水稻“耐热”密码，成功培育出水稻新株系

中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣院士团队与上海交通大学林尤舜研究员团队、广州国家实验室李亦学研究员团队合作，在国际权威学术期刊《细胞》上发表研究论文，揭示了植物的热信号感知机制，并成功培育出具有梯度耐热性的水稻新株系。这一成果为应对全球变暖导致的粮食减产提供了新的解决方案。

中国科学家破译水稻“耐热”密码，成功培育出水稻新株系破解高温危机

研究发现，高温会引发细胞膜组分变化，触发“膜脂重塑”。研究团队鉴定到两个关键调控因子，DGK7（二酰甘油激酶）和MdPDE1（磷酸二酯酶），它们像一套精密协作的“警报系统”，将高温物理信号转化为细胞能够理解的“生物指令”。当高温到达细胞膜时，DGK7被激活，生成磷脂酸（PA），完成信号的首次转换与放大。G蛋白作为刹车，确保细胞不会过度响应，维持内部稳定。随后，PA进入细胞内部，激活MdPDE1，降解cAMP，促使细胞合成热激蛋白和活性氧清除酶等“耐热武器”，使细胞转入“高温应急状态”。

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基于这些机制，研究团队在模拟高温的田间试验中取得显著成果：单基因改良的水稻株系比对照株系增产50%-60%，而TT2协同DGK7的双基因改良株系比对照株系产量提升约一倍，米质更好，且不影响正常条件下的产量。这项研究不仅增强了作物的耐热性，还能精准设计“梯度耐热”品种，适应不同地区的气候需求，维持作物在高温环境下的产量稳定。由于机制的保守性，这项研究为水稻、小麦、玉米等主粮作物的耐热育种改良提供了坚实的理论依据与宝贵的基因资源，为在全球变暖背景下保障粮食安全开辟了新的路径。

(责任编辑：zx0176)

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