极端高温下水稻还能高产么？首个潜在作物高温感受器被发现
“民以食为天，食以安为先”，自上世纪80年代IPCC（政府间气候变化专门委员会）成立以来，该组织对全球气候变暖趋势发出了多次红色预警，并明确了高温胁迫对世界粮食生产安全的危害。
据IPCC多位专家预测，全球平均气温每升高1℃, 会导致主要粮食作物减产19.7%，其中小麦减产6.0%，水稻减产3.2%，玉米减产7.4%，大豆减产3.1%，而到2040年，平均气温将升高1.5-2.0℃，将使全球粮食减产30%-40%，同时随着人口的持续增加，粮食需求也将倍增，对未来农业发展势必带来巨大挑战。
因此，挖掘高温抗性基因资源、阐明高温抗性分子机制以及培育抗高温作物新品种成为当前亟待攻克的重大课题。
2022年6月17日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣研究团队和上海交通大学林尤舜研究团队合作在国际顶尖学术期刊《科学》上发表题为 “A genetic module at one locus in rice protects chloroplasts to enhance thermotolerance（一个基因座位上的遗传模块保护叶绿体增强水稻抗热性）”的研究论文。该成果不仅首次揭示了在一个控制水稻数量性状的基因位点（TT3）中存在由两个拮抗的基因（TT3.1和TT3.2）组成的遗传模块调控水稻高温抗性的新机制和叶绿体蛋白降解新机制，同时发现了第一个潜在的作物高温感受器。
该研究团队经过7年（加上遗传材料构建，耗时近10年）的努力，终于成功分离克隆了水稻高温抗性新基因位点TT3，并且阐明了其调控高温抗性的新机制。
研究团队通过对大规模水稻遗传群体进行交换个体筛选和耐热表型鉴定，定位克隆到一个控制水稻高温抗性的基因位点TT3。来自非洲栽培稻（CG14）的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。通过进一步的研究发现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，这为揭示复杂数量性状的分子调控机制提供了新的视角。
一般而言，有些抗逆基因会影响作物产量。但有意思的是，在正常田间条件下，这一抗高温基因对产量性状没有产生负面的影响。“我们在农田搭建了塑料大棚，模拟高温环境，小面积区域试验结果显示，带有非洲稻抗热基因的水稻新品系在高温下增加了20%的产量。”林鸿宣说。
除了水稻，研究人员还可以把这一基因应用于小麦、玉米、大豆以及蔬菜等作物的抗高温育种改良，维持其在极端高温下的产量稳定，具有广泛应用前景和商业价值。
