本报上海12月3日电（记者颜维琦）高温会危害作物花粉生机、阻止授粉与灌浆进程，已成为当下最严峻的粮食安全应战之一。3日，中国科学院分子植物科学杰出立异中心林鸿宣院士团队与上海交通大学林尤舜研讨员团队、广州国家实验室李亦学研讨员团队协作在世界学术期刊《细胞》上宣布最新研讨成果，破解了水稻感知并呼应高温的两层暗码，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，成功培育出具有梯度耐热性的水稻新株系，助力耐高温分子育种。
当高温来袭，植物细胞怎么感知并呼应？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。
林鸿宣介绍，当“高温危机”抵达植物细胞“边境的城墙”——细胞膜时，膜上的“岗兵”DGK7首先被激活，解码并发动榜首重信号呼应，很多生成名为“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。
随后，作为信使的PA进入细胞内部，精准传递高温信号，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，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。
机制的破解为耐热育种供给了精准靶点。研讨团队将其从理论落实到田间，规划“梯度耐热”新株系，在模仿高温的田间试验中获得喜人成果：单基因改进的水稻株系比对照株系增产50%~60%；而TT2（一种水稻耐热基因）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。这在某种程度上预示着，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。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了坚实的理论按照与名贵的基因资源，为在全球变暖布景下保证粮食安全拓荒了新的途径。
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