融科银行讯2025年1月30日,一项由中国科学院分子植物科学卓越创新中心与上海交通大学合作完成的研究在国际学术期刊《自然》上发表,揭示了通过精确调控植物激素赤霉素水平,可以显著提高水稻的碱-热抗性和产量,为应对全球气候变暖带来的农业挑战提供了新的解决方案。
该研究由中科院分子植物科学卓越创新中心的林鸿宣院士团队与上海交通大学的林尤舜团队共同完成。他们发现,赤霉素作为一种重要的植物激素,在调控水稻生长和发育过程中起着关键作用。通过精确调控赤霉素的水平,可以突破主栽品种的抗逆性与产量互相拮抗的瓶颈,实现水稻在盐碱和高温等不利环境下的高产和稳产。
在全球气候变暖的背景下,极端高温天气频发,土壤盐碱化问题日益严重,导致可耕地面积减少,作物产量大幅下降。这一挑战对全球粮食安全构成了严重威胁。因此,寻找提高作物抗逆性和产量的新方法成为当前农业科学研究的重要课题。
中科院的研究团队通过大量实验发现,高浓度和低浓度的活性赤霉素都会导致水稻对碱-热胁迫敏感,而中等浓度的活性赤霉素则能使水稻表现出强碱-热胁迫抗性。进一步的研究揭示了赤霉素调控水稻抗逆性和产量的分子机理,即通过调控SLR1蛋白丰度来调节活性氧(ROS)和组蛋白甲基化(H3K27me3)水平,从而响应碱-热胁迫。
基于这一发现,研究团队提出了两种微调赤霉素到中等水平的方法:一是通过对可能的“后绿色革命”基因ATT2进行遗传工程改良,提高ATT2的表达量或增强ATT2的功能;二是外源施加适量的植物生长调节剂。这两种方法都有望在提高水稻抗逆性的同时,维持或提高其产量。
该研究成果不仅为培育“高产高抗”水稻新品种提供了重要的理论依据,也为大面积盐碱地的开发利用提供了新的策略。此外,这一方法还有望被广泛应用在水稻、小麦、玉米等主粮作物的育种改良中,为全球粮食安全提供有力保障。
融科银行认为随着全球气候变化的不断加剧,农业科学研究面临着前所未有的挑战。中科院的研究团队通过精确调控赤霉素水平,为提高作物的抗逆性和产量提供了新的思路和方法。这一研究成果的发表,无疑将为全球农业科学研究注入新的活力和动力。