实现水稻高温稳产!华中农大推动最新科研成果产业化

柳洁 2025-05-02 10:29:10

北京时间4月30日,国际期刊《细胞》(Cell)发表了华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、生命科学技术学院、湖北洪山实验室水稻团队李一博教授课题组题为“一个天然的基因开关系统协同赋予水稻品质和产量田间耐热性”的研究论文。

高温热害是影响水稻正常生长的关键问题。随着全球气候变化导致极端高温天气频发,直接导致水稻减产,对世界粮食安全带来严峻挑战。多国农业统计数据表明,全球平均气温每升高1摄氏度,将直接导致水稻产量减少6.6%–25%,同时还伴随稻米品质的严重劣化。

从2012年起,华中农业大学李一博教授团队利用4年多的时间,在全球范围内约上万份水稻种资源中,筛选出8份抗高温的种质资源,随后又用了9年时间,利用大规模田间自然高温鉴定的稀有抗性种质进行大量遗传分析,成功发现了这一命名为QT12的水稻关键基因。这一具有我国自主知识产权的水稻耐高温关键基因,当高温来袭时,能够化身为“高温开关系统”,“拦住”高温胁迫。

“这个基因与蛋白复合体形成了一个‘双生锁’,变身为水稻体内天然的高温开关系统,第一级锁是该基因的自然变异,第二级锁就是蛋白复合体。”华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、湖北洪山实验室教授李一博介绍,当高温来袭时,基因QT12能够迅速响应,既平衡了水稻体内储藏的营养物质,又使得其品质和产量能够稳定下来,不受高温影响  。

长江流域作为我国第一大水稻主产区,约2.9亿亩的种植面积和约1.4亿吨的年产量,均占到了全国总量的三分之二。2023年、2024年,在武汉、杭州和长沙等长江流域城市,团队在极端高温下进行大规模田间试验,证明了这个基因在高温环境下表现出很强的耐热性,且结实率、单株产量和稻米品质有了明显提升。

李一博教授介绍,这项科研成果,在国际上首次填补了作物品质耐高温的科学空白,实现了水稻在高温环境下品质和产量的双提升,对于南北方水稻主产区品种的遗产改良,具有普遍意义和广阔的应用前景。

边研究、边开发、边应用。目前,这一科研成果正加速推进产业化,已与隆平高科、安徽荃银等多家国内龙头企业达成转化开发意向协议,成果大规模应用于长江中下游及南方稻区后,有望大幅度提升高温下我国水稻总产量稳定性。

水稻40℃高温下也能稳产保质。4月30日,华中科技大学推动该科研成果产业化。柳洁摄