基因攻堅守護我們的“米飯自由” 破解水稻耐熱基因密碼(2)

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2026-01-02 19:48:20 北青網(wǎng)

華中農(nóng)業(yè)大學團隊歷經(jīng)十余年，在2025年成功克隆出水稻耐高溫關鍵基因QT12，成果入選國際學術刊物《科學》年度十大突破。該研究從分子層面揭示了作物抗熱機制，為在高溫常態(tài)化背景下保障我國糧食安全提供了關鍵基因資源。

在華中農(nóng)大的試驗田里，水稻雖然在10月底就被收割完了，但在實驗室里，一群科研人員正在為未來每一個盛夏的“米飯自由”攻關。未來天氣可能越來越熱，會影響水稻減產(chǎn)、米質(zhì)變差，而科研人員年復一年“追著熱浪跑”，只為找到讓水稻不怕熱的“法寶”。

這個“法寶”在學校重點實驗室里被找到了。光照培養(yǎng)架上一株株鮮綠的水稻幼苗，它們身上就帶著那個關鍵的發(fā)現(xiàn)——一個叫QT12的耐高溫基因。當高溫來臨時，攜帶這種基因的水稻可以打開自身的一個“小空調(diào)”，保證米質(zhì)非常好、產(chǎn)量也非常高，即使溫度再高，水稻也能“淡定”生長。

近20年，氣候變化引發(fā)的極端高溫嚴重威脅全球糧食安全。研究表明，氣溫每升高1℃，水稻產(chǎn)量可能下降6.6%–25%，且品質(zhì)顯著下降?？蒲袌F隊最新發(fā)現(xiàn)的QT12基因，展現(xiàn)出優(yōu)異的耐高溫增產(chǎn)特性，為解決“耐高溫表型難鑒定、基因難應用”這一關鍵瓶頸提供了新路徑。

尋找過程困難重重。團隊需要“等天時”——讓全球收集的上萬份水稻材料在抽穗灌漿期精準遭遇武漢自然高溫，以此篩選抗性品種并構建遺傳群體。因水稻生育期差異，田間失敗率高達50%?；驅用嫣魬?zhàn)更大：從12條染色體、數(shù)萬個基因中定位目標，傳統(tǒng)方法像大海撈針，往往需要七八年。

團隊自主研發(fā)的專利技術，實現(xiàn)了對單位遺傳材料的快速獲取與精細定位，將基因克隆周期從7到8年縮短至3年左右。通過遺傳連鎖分析，可將目標區(qū)間縮小至約20KB。這意味著水稻里面平均只含有兩個基因左右，其中一個基因是耐熱的，再經(jīng)轉基因驗證最終鎖定耐熱基因，并導入主栽品種完成功能與價值雙重驗證。

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