沪上科学家在世界上首次发现农作物抗热基因位点高温耐受研究成果还可用于草坪小麦玉米及其他“怕热”蔬菜图:普通水稻图:非洲基因稻在高温条件下,导入“不怕热”基因的水稻产量大大高于普通水稻。上海一带曾产“国庆稻”,每年“十一”即可吃到新鲜大米,但因饱受高温酷暑,常常产量不高、品质不佳;加之气候变暖,“国庆稻”如今已较少见,当年新米常在十一、二月才上市。而昨天,沪上林鸿宣院士团队透露,他们从非洲稻中发现了世界上首个农作物抗热基因位点——高温抗性1号基因,并且通过杂交方式导入中国稻种,掌握了防暑耐热“新技能”。不仅可让“国庆稻”安度酷暑、重回餐桌,还能用于草坪、小麦、玉米,以及其他“怕热”的蔬菜。水稻是地球上半数以上人口的主粮,而全球遭到高温威胁的水稻栽种面积达6000万亩。气温每上升1摄氏度,水稻产量就可能下降10%。受到高温日逐年增多的极端天气影响,未来数十年世界粮食面临减产30%的风险,而粮食需求则可能翻番。2013年夏,上海松江农场的水稻结实率就因酷暑不到10%,几近绝收。在中科院上海生科院植物生理生态研究所,植物分子遗传国家重点实验室林鸿宣院士领衔一支研究团队,历时7年终于在水稻功能基因组学领域取得重要进展,从数百个初选基因中锁定一个小小片段,第一次从作物中成功克隆了控制高温抗性的数量性状基因位点,将其命名为“高温抗性1号基因(TT1)”。相关研究成果刚刚在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然遗传学》。非洲稻长期“野蛮生长”,被人类驯化的历史只有2000年左右,尽管亩产远不及亚洲稻,却有很多抗热、抗旱、抗盐等抗逆基因,值得“借鉴”。团队中的博士生厉新民等人研究发现,这个来源于非洲稻的基因片段可在高温来临时,在几小时内快速启动响应机制。在高温条件下,通过杂交导入这一基因的水稻产量大大高于对照组,抽穗期产量达4倍,灌浆期产量达2倍多。林鸿宣透露,这项研究通过多年田间杂交,已将非洲稻中抗高温能力很强的TT1基因导入我国栽培水稻品种,申请了基因专利,并形成稳定携带该基因的水稻品系。他表示,这样育种专家就能直接将本地各个水稻品种与之杂交,培育短短几代后,即可申请新品种。掌握这种“不怕热”的基因资源后,他们还探讨了TT1在草坪草种和十字花科等植物中的“战高温”效果,显示其均有加强高温耐受性的功能。这也提示,TT1在小麦、玉米等禾本科,以及大白菜、青菜等十字花科的抗高温育种中具有广泛应用潜力,夏天吃不大到绿叶菜的现状有望改观。(整理)
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