新京报：发现水稻耐高温基因 为何对世界如此重要？

当前，新京现水气候变暖已成为一种难以阻遏的稻耐对世趋势。在这种情况下，高温要增加粮食产量，基因界当然需要向科学问计。为何而找到能在高温下让粮食增产的新京现水技术和措施，显然具有特别重要的稻耐对世现实意义。

从这个角度看，高温上述研究人员找到了水稻耐受高温并能增产的基因界基因，无疑为现在和未来增加水稻，为何以及其他粮食作物产量打下了坚实的新京现水基础。

“水稻高温下增产”已不止于理论

事实上，稻耐对世这样的高温研究早已不局限于概念和理论。研究团队发现，基因界来自非洲栽培稻（CG14）的为何TT3基因位点相较于来自亚洲栽培稻（WYJ）的TT3基因位点具有更强的高温抗性。同时，发现TT3基因位点中存在两个拮抗调控水稻高温抗性的基因TT3.1和TT3.2。

为了解TT3的生产应用价值，研究团队通过多代杂交回交方法把高温抗性强的非洲栽培稻TT3基因位点导入到亚洲栽培稻中，培育成了新的抗热品系NIL-TT3CG14。

在抽穗期和灌浆期的高温处理条件下，NIL-TT3CG14的增产效果是对照品系NIL-TT3WYJ的1倍左右，同时在田间高温胁迫下的小区增产达到约20%。再利用转基因方法也验证了TT3.1和TT3.2的高温抗性效果。在高温胁迫下，过量表达TT3.1或敲除TT3.2也能够带来2.5倍以上的增产效果。

这就意味着，克隆和转移TT3基因是让水稻在高温下增产的重要技术。如果这一技术能在未来推广，就像推广杂交稻一样，在全球变暖情况下，水稻增产或将成为一种现实而非理论。而且，这种技术已经经受了一系列验证。

让世界未来粮食安全更有胜算

从演化理论看，作物也需要对环境中的高温或严寒进行适应，从而演化出适应环境的不同应对机制。如水稻在应对高温方面，一方面可以通过主动应对来提高自身对于高温逆境适应性，及时清除高温下积累的毒性蛋白、活性氧等，以减少高温对于作物的损伤。另一方面，也可以通过被动方式来应对高温，如使自身钝感，减少热响应消耗，维持正常的生理活动，并且在热胁迫结束后能够快速复苏和重建，以提高热胁迫下的生存能力。

所有这些应对方式都会镌刻在作物基因中。同样是中国的上述研究团队在2015年就成功定位和克隆了水稻首例抗热的QTL位点TT1基因，之后又成功分离克隆了水稻抗热QTL位点TT2基因 。把TT2基因转移到新的品种华粳籼74中，相较于原来的华粳籼，苗期的成活率显著提高了8-10倍，同时也增强了成熟期的抗热能力和产量，在高温胁迫下单株产量增幅达54.7%，结实率增幅达82.1%。

从TT1到TT2，再到现在的TT3，研究人员发现、分离和克隆了越来越多的抗热QTL/基因，在小麦、玉米等作物中都有。同时也证明，这些基因都是通过主动应对的方式来提高作物的抗热能力，以适应高温逆境，从而提高产量，也减少对自身的伤害。因此，发现这种抗高温基因，也能让其他作物增产。

而且，借助分子生物技术方法将抗高温新基因TT3.1/TT3.2应用于水稻、小麦、玉米、大豆以及蔬菜等作物中，可以创造新品种。这不仅可以提高这些作物的高温抗性，增加和维持其在极端高温下的产量稳定性，更高层面去看，让全世界未来应对全球变暖及其他条件下的粮食安全也更有胜算。

发现和利用水稻的抗热基因，是抓住了现实和未来环境下粮食安全的核心解决方式。这既是把论文写于大地上的体现，也是科研应当解决社会迫切需求的响应。而正是得益于无数这样的科学研究，人类才会拥有一个更加美好的未来。

撰稿 / 张田勘（专栏作家）

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