今天（30日）是大年初二，来自上海的科学家联合团队迎来了乙巳蛇年的“开门红”！
北京时间今天凌晨，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合作在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上发表了在水稻耐盐碱和耐高温研究领域取得的突破性成果，为应对全球气候变暖引发的粮食安全问题提供了新策略。
这支“强强联手”的申城科研团队首次提出了一个概念：精准调控植物激素“赤霉素”到最佳中等水平，是“鱼和熊掌兼得”——同时提高水稻碱-热抗性和产量的关键。研究人员还发现一个长期以来被忽视的、有潜力的“后绿色革命”基因“ATT2”，它可以微调赤霉素到最佳中等水平，从而有望进一步提高半矮秆绿色革命水稻品种的碱-热抗性和产量。
20世纪60年代开始，通过“绿色革命”基因（SD1、Rht1）对谷类作物赤霉素（一种植物激素）浓度或信号的调控，实现了水稻和小麦的半矮化育种，赋予了它们抗倒伏性。在大量施用化肥下，谷物产量大幅提高，引发了农业“绿色革命”。过去几十年里，半矮秆绿色革命品种在全球广泛种植，一定程度上确保了粮食安全，然而它们的环境适应性相对较低。
由于温室气体排放，全球气候变暖，加剧耕地盐碱化，导致作物大幅度减产量。因此，迫切需要挖掘作物中耐盐碱、耐热基因，开发集强抗逆和高产于一体的新型绿色革命作物品种，以满足在气候变化的大环境下未来人口增长对粮食更大的需求，这对于保障我国粮食安全具有重要的意义。
研究团队经过六年多的努力，成功分离克隆了水稻碱-热抗性基因ATT1、ATT2，阐明了它们调控耐盐碱、耐热的新机制。
精确调控赤霉素水平同时提高籽粒产量和抗逆性的模型
“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。”林鸿宣院士解释，“而在逆境胁迫条件下，水稻的内源活性赤霉素水平会降低，通过精准调控水稻品种的活性赤霉素水平到中等水平，可以最大限度地减少环境胁迫带来的产量损失。”
新民晚报记者了解到，在机制解析的基础上，研究提出两种微调赤霉素到中等水平的方法——一是通过对ATT2的遗传工程改良来提高ATT2的表达量或增强ATT2的功能，“因为ATT2的功能比ATT1弱，更适合用于精准调控活性赤霉素水平”；二是外源施加适量的植物生长调节剂（赤霉素“920”）， 可以减少逆境胁迫造成的产量损失。
林鸿宣院士说，这些方法有望在水稻、小麦、玉米等主粮作物的育种改良中发挥重要作用，不仅可以提高作物的抗逆性，维持其在盐碱、高温等不利环境下的产量稳定，还可以在正常田间条件下进一步提高谷物产量。
“这些研究结果为育种家培育‘高产高抗’作物新品种提供重要的理论依据，同时也为大面积盐碱地的开发利用提供新的策略。”他指出。
（文章来源：上观新闻）
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