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2022年6月17日，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心林鴻宣研究團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)林尤舜研究團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表題為 “A genetic module at one locus in rice protects chloroplasts to enhance thermotolerance（一個(gè)基因座位上的遺傳模塊保護(hù)葉綠體增強(qiáng)水稻抗熱性）”的研究論文。該成果不僅首次揭示了在一個(gè)控制水稻數(shù)量性狀的基因位點(diǎn)（TT3）中存在由兩個(gè)拮抗的基因（TT3.1和TT3.2）組成的遺傳模塊調(diào)控水稻高溫抗性的新機(jī)制和葉綠體蛋白降解新機(jī)制，還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)潛在的作物高溫感受器。

隨著全球氣候變暖趨勢(shì)的加劇，高溫脅迫成為制約世界糧食生產(chǎn)安全的最為主要的脅迫因子之一。據(jù)報(bào)道，平均氣溫每升高1℃，會(huì)造成水稻、小麥、玉米等糧食作物3%-8%左右的減產(chǎn)。

因此挖掘高溫抗性基因資源、闡明高溫抗性分子機(jī)制以及培育抗高溫作物新品種成為當(dāng)前亟待攻克的重大課題。

該研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)7年（加上遺傳材料構(gòu)建，耗時(shí)近10年）的努力，終于成功分離克隆了水稻高溫抗性新基因位點(diǎn)TT3，并且闡明了其調(diào)控高溫抗性的新機(jī)制。同時(shí)，通過(guò)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)TT3基因位點(diǎn)中存在兩個(gè)拮抗調(diào)控水稻高溫抗性的基因TT3.1和TT3.2，這為揭示復(fù)雜數(shù)量性狀的分子調(diào)控機(jī)制提供了新的視角。

“民以食為天，食以安為先”，自上世紀(jì)80年代IPCC（政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)）成立以來(lái)，該組織對(duì)全球氣候變暖趨勢(shì)發(fā)出了多次紅色預(yù)警，并明確了高溫脅迫對(duì)世界糧食生產(chǎn)安全的危害。據(jù)預(yù)測(cè)，至2040年，高溫將使全球糧食減產(chǎn)30%-40%。同時(shí)隨著人口的持續(xù)增加，糧食需求也將倍增，對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展勢(shì)必帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。

借助分子生物技術(shù)方法將該研究發(fā)掘的抗高溫新基因TT3.1/TT3.2應(yīng)用于水稻、小麥、玉米、大豆以及蔬菜等作物的抗高溫育種改良中，提高不同作物品種的高溫抗性，維持其在極端高溫下的產(chǎn)量穩(wěn)定性，對(duì)于有效應(yīng)對(duì)全球氣候變暖引發(fā)的糧食安全問(wèn)題具有重要意義。

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