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基因变异在温暖的夜间温度下保持水稻产量

本站发布时间:2025-05-10 18:51:08

来自华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室和湖北洪山实验室的一组作物遗传学家发现了一种基因变异,即使在比平时更温暖的夜间温度下,这种变异也能使水稻继续高速生产谷物。

在他们发表在《细胞》杂志上的研究中,该小组测试了多种水稻品种,以对抗零度高温暴露,并测试了一种在温度升高时可能有用的变体。

在过去的几年里,水稻种植者在热浪期间产量下降,这与全球变暖有关。特别值得关注的是夜间气温较高,这会导致垩白谷物和产量降低。中国和其他地方的研究人员注意到热浪发生的频率越来越高,预测表明夜间气温可能会平均上升,他们一直在寻找在气温上升的情况下保持水稻产量的方法。

研究小组从2012年开始寻找耐热水稻品种。多年来,他们研究了533个品种,希望找到一个或多个能够承受更高温度同时仍能高产的品种。最终,他们发现了两种似乎符合要求的品种:OM1723和Chenghui448。为了确定这两个品种可能有哪些基因可以帮助它们抵御高温,他们将它们杂交。通过这样做,他们在12号染色体上发现了一个基因变异,他们将其命名为QT12,该变异负责耐热性。

研究人员接下来进行了实验,以了解QT12如何提供这种耐受性。他们发现,在正常温度下,三种特定的转录因子倾向于结合,但随着温度的升高,其中一种转录因子会断裂并结合到开启QT12的启动子上,这反过来会干扰这一过程,导致淀粉分子在高温下堆积在一起,导致垩白粒和产量降低。

研究小组建议,未来的研究将围绕测试展开,看看对现有水稻品种进行工程改造,使其具有QT12变体,是否会比简单的杂交产生更好的结果。p

More information: Wei Li et al, A natural gene on-off system confers field thermotolerance for grain quality and yield in rice, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.04.011

Journal information: Cell

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