该效果破解了水稻感知并呼应高温的两层暗码锁，提醒了植物中的一个循序激活、协同串联的热信号感知机制，并经过对该机制的遗传改进，成功培养出具有梯度耐热性的水稻新株系，助力耐高温分子育种，为应对全球变暖导致的粮食减产供给了新的处理方案。

  TT2-DGK7-MdPDE1热信号传递网络。本文图片均为我国科学院分子植物科学杰出立异中心 供图

  当高温来袭，植物细胞怎么“感知”并“呼应”？高温会引发细胞膜的组分改变，触发“膜脂重塑”。但是，这种改变怎么被细胞“辨认、转化和解读”，一直是未解之谜。

  研讨团队经过多年尽力，成功判定到水稻中两个要害调控因子——DGK7（二酰甘油激酶）和MdPDE1（磷酸二酯酶）。它们像一套精细协作的“警报体系” ，将高温物理信号一步步转化为细胞可以了解的“生物指令”，完结一场从细胞鸿沟到细胞核的“传讯”。该发现体系连接了从细胞膜脂质重塑到核内信号级联的完好进程，处理了领域内长期存在的难题。

  榜首重暗码是细胞膜上的“脂质暗码”。当“高温危机”抵达植物细胞的细胞膜时，膜上的“岗兵”DGK7首先被激活，解码并释放出发动榜首重信号呼应，生成很多名为“磷脂酸（PA）”的脂质信使。这一进程完结了信号的初次转化与扩大，将外界物理高温转化为细胞内的化学警报。这种警报（DGK7的磷酸化）敞开的一起也掣肘于“监军”G蛋白，其作为强力刹车，保证细胞不会引发过度警报和呼应，以保持全体内部的安稳与平衡。

  第二重则是细胞核内的“环核苷酸暗码”。作为信使的PA进入细胞内部，将高温信号精准传递并激活“中层指挥官”MdPDE1，并帮忙其顺畅进入中心司令部（细胞核），MdPDE1经过降解另一种信使分子cAMP（环核苷酸），保持耐热基因的表达程序，促进细胞组成热激蛋白、活性氧铲除酶等“耐热兵器”，使细胞从常态转入“高温应急状况”，抵挡高温钳制，发生耐热表型。

  跟着全球气候变暖，继续高温或直接要挟全球粮食安全的根基。高温会危害作物花粉生机、阻止授粉与灌浆进程，显着下降产值和质量，这直接削弱了主粮产区的出产潜能，已成为当下最严峻、最直接的粮食安全应战之一。因而，发掘作物中的耐热基因，解析耐热机制、培养习惯未来气候的新种类，已成为农业科学技术领域的火急使命。

  机制的破解为育种供给了精准靶点。研讨团队根据DGK7和MdPDE1展开遗传规划，在模仿高温的田间试验中获得喜人的成果：单基因改进的水稻株系比对照株系增产50%-60%；而TT2协同DGK7的双基因改进株系比对照株系产值提高约一倍，米质比对照好，且不影响正常条件下的产值。

  这意味着，科学家不仅能增强作物的耐热性，更能像调理音量相同精准规划“梯度耐热”种类，以习惯不相同区域的气候需求，保持作物在高温环境下的产值安稳。因为机制的保存性，这项研讨为水稻、小麦、玉米等主粮作物的耐热育种改进供给坚实的理论结构与名贵的基因资源，为在全球变暖布景下保证粮食安全拓荒了新的途径。