近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣院士研究团队与上海交通大学林尤舜研究团队在国际权威学术期刊《自然》(Nature)上,发表了在水稻耐盐碱和耐高温领域取得的突破性成果。通过对挖掘出的两个水稻耐碱-热基因——ATT1和ATT2的调控机制研究,团队创新性地提出,精准调控植物激素赤霉素到最佳中等水平,是同时提高水稻碱-热抗性和产量的关键。该成果还指出,长期以来被忽视的ATT2有望成为一个潜在的“后绿色革命”基因,它可以微调赤霉素到最佳中等水平,从而进一步提高半矮秆绿色革命水稻品种的碱-热抗性和产量。研究人员表示,这些新发现将为应对全球气候变暖引发的粮食安全问题提供新策略,对盐碱地的开发利用和未来农业的可持续发展具有重要意义。
过去几十年里,半矮秆绿色革命水稻品种在全球广泛种植,一定程度上确保了全球粮食安全,然而它们的环境适应性相对较低。由于温室气体排放,全球环境正面临着严峻挑战,全球气候变暖、极端高温天气、耕地盐碱化加剧等导致作物减产。因此,挖掘作物中的耐盐碱、耐热基因变得迫切,急需开发集强抗逆和高产于一体的新型绿色革命作物品种,以在气候变化的大环境下满足未来人口增长对粮食更大的需求。
研究发现,在正常条件下,适当提高半矮秆绿色革命水稻品种的赤霉素含量到最佳中等水平,可以进一步提高产量;而在逆境胁迫条件下,水稻的内源活性赤霉素水平降低,通过精准调控水稻品种的活性赤霉素到中等水平,可以最大程度地减少环境胁迫带来的产量损失。