人民網武漢5月1日電 （記者周雯）極端高溫天氣事件頻發，對全球農業生產造成了嚴重威脅，尤其是對糧食產量和品質的影響尤為突出。4月30日，記者從華中農業大學獲悉，該校科研團隊在國際期刊《細胞》上發表了突破性研究，該研究首次揭示了水稻對抗高溫的奧秘武器——基因QT12，該基因如同作物內置天然“空調系統”，調節水稻耐高溫機制。這一研究不僅填補了作物籽粒品質高溫耐受性領域的科學空白，還為解決全球糧食安全與農業可持續發展問題提供了重要理論依據和技術支持。
多國農業模型分析表明，全球平均氣溫每升高1℃，將直接導致水稻產量減少3.2%。長江流域是我國第一大水稻主產區，種植面積和年產量均約占全國總量的三分之二，然而近10年來該稻區極端高溫天氣頻發，給水稻穩產與優質帶來了嚴峻挑戰。
李一博教授課題組正在做實驗。蔣朝常攝
經過長達10余年的灌漿期田間自然高溫抗性種質的大量篩選和鑒定，華中農業大學作物遺傳改良全國重點實驗室、生命科學技術學院、湖北洪山實驗室水稻團隊李一博教授課題組利用自主研發的快速、高通量克隆作物重要農藝性狀功能基因的方法，從大田耐熱水稻種質中克隆到首個調控品質耐高溫的基因QT12，該基因同時表現出優異的產量耐熱性。這一發現突破了傳統溫室篩選、苗期鑒定方法不能反映真實環境的局限，解決了長期困擾科學界的“耐高溫表型難鑒定、耐高溫基因難應用”的瓶頸問題。
低表達QT12協同提高籽粒品質和產量耐熱性。受訪者供圖
“通過2024年長江流域極端高溫下的大規模田間試驗，低表達QT12基因在高溫環境下展現出很強的耐熱性。”李一博表示，與野生型相比，QT12基因株系在武漢、杭州和長沙的小區產量分別提升了92.5%、64.1%和54.7%。此外，QT12基因導入到雜交稻品種“華占”，顯著提高了其結實率、單株產量和稻米品質，導致產量分別增加了49.1%、77.9%和31.2%，進一步驗證了其在高溫環境下的育種實力。
該研究的應用價值受到國內多家企業關注。“以前，有些抗高溫的研究是在實驗室里做出來的，但這次研究是在田里經過10多年的篩選后得出的結果，對企業而言，這意味著拿到成果就能用，更快為產業賦能。”安徽荃銀高科種業股份有限公司副總經理張從合表示。
全球氣候變暖導致的極端高溫天氣已嚴重威脅到主要糧食作物的產量和品質。袁隆平農業高科技股份有限公司副總裁、院長楊遠柱介紹，這項研究在水稻耐高溫領域的突破，將更好的助推中國水稻品種走出去，特別是東南亞、非洲地區，為全球糧食安全貢獻中國力量。
目前，該科研團隊已與隆平高科、安徽荃銀、北京金色農華、湖北荃銀、揚子江種業等多家國內龍頭企業達成轉化開發意向協議，以期更早將研發成果普遍應用于水稻育種實踐。
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