中國科學家破解水稻耐熱「雙重密碼」　成功培育高溫增產新品種

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全球氣候變暖對糧食生產構成嚴峻挑戰，中國科學家近日成功破解水稻感知並響應高溫的分子機制，相關研究成果於12月3日發表於國際權威學術期刊《細胞》（Cell），為培育耐熱作物品種開闢新路徑。

⬤ 「雙重密碼」機制：從細胞膜到細胞核的精密警報系統

中國科學院分子植物科學卓越創新中心林鴻宣院士團隊，聯同上海交通大學及廣州國家實驗室研究人員，經多年研究揭示水稻耐熱的兩重關鍵信號通路：

細胞膜「脂質密碼」

高溫信號首先激活細胞膜上的「哨兵」二醯甘油激酶（DGK7），生成脂質信使「磷脂酸（PA）」，將物理高溫轉化為細胞內化學警報。

細胞核「環核苷酸密碼」

信使PA進入細胞後，激活磷酸二酯酶（MdPDE1），促使其進入細胞核降解環核苷酸（cAMP），驅動細胞合成耐熱蛋白，啟動高溫應急狀態。

研究團隊形容，DGK7和MdPDE1如同「一套精密協作的警報系統」，將高溫信號從細胞邊界傳遞至細胞核，完成從物理信號到生物指令的轉換。

⬤ 田間試驗成果顯著 單基因改良增產達60%

基於此機制，研究團隊開展遺傳設計培育出具「梯度耐熱性」的水稻新株系：

單基因改良株系（DGK7或MdPDE1）在模擬高溫環境下，產量比對照組提高 50%-60%；

雙基因協同改良株系（耐熱基因TT2與DGK7）產量提升約 一倍，米質更優，且不影響正常條件下的產量。

⬤ 為全球糧食安全提供新方案

此項突破不僅破解水稻耐熱分子機制，更為水稻、小麥、玉米等主糧作物的耐熱育種提供理論框架與基因資源。業內專家認為，研究有助於應對氣候變暖對農業的衝擊，為保障全球糧食安全開闢創新路徑。