《瞭望》：全球气候变暖，重要的农作物会受到什么影响？

　　气候变暖加剧粮食安全问题

　　综合应用现代遗传学、基因组学、分子生物学、细胞生物学、植物生理学等先进方法和技术，从丰富的稻种资源包括野生稻、亚洲稻地方品种、非洲稻等种质资源中，挖掘鉴定出控制水稻抗高温、耐盐、抗旱性状及高产性状的基因位点，阐明它们的功能与调控机制，为培育抗逆性强、稳产高产的作物品种提供优异基因资源和理论基础，为有效应对全球气候变暖引发的粮食安全问题提供技术支撑和技术储备。

中国科学院院士林鸿宣

　　最近，我们成功分离克隆了水稻高温抗性新基因位点TT3，该成果不仅首次揭示了在一个控制水稻数量性状的基因位点（TT3）上，存在由两个拮抗的基因（TT3.1和TT3.2）组成的遗传模块调控水稻高温抗性的新机制，同时发现了第一个潜在的作物“高温感受器”。

　　非洲稻长期适应高温环境，蕴藏着珍贵的抗高温基因。二十年前，我们就选择了高温抗性强的非洲稻作为研究材料，创建遗传群体材料，采用遗传学、基因组学等技术方法，对大量的基因型数据和抗热表型数据进行多世代、多年的大规模分析，终于从非洲稻基因组里的几万个基因中，挖掘出抗高温的关键基因，这如同“大海捞针”。

　　林鸿宣：民以食为天，食以安为先。

　　从各种稻种种质资源宝藏中挖掘出更多有利基因位点，深入揭示水稻复杂数量性状的调控机制和调控网络，抢占农业知识产权高地，为作物分子设计育种提供新的基因资源和新知识，为我国种业振兴和保障我国粮食安全作贡献

　　目前，我们团队拥有15项基因授权发明专利，为我国抢占农业知识产权高地、改良作物和保障粮食安全，提供了珍贵的基因资源。我们许多成果都已发表在国际权威期刊杂志，还获得了国家自然科学奖二等奖、上海市自然科学奖一等奖，在国内外产生较大影响。

　　《瞭望》：请具体介绍一下你们团队这些年来的主要科研成果。

　　据研究，全球平均气温每升高1℃，会导致小麦减产6.0%，水稻减产3.2%，玉米减产7.4%，大豆减产3.1%。据预测，至2040年，高温有可能使全球粮食减产30%~40%

　　林鸿宣：我们团队以解决水稻高温抗性的问题作为长期的主要研究方向之一。要想挖掘水稻抗高温基因，首先需要从研究材料入手。

　　林鸿宣：作物许多性状，包括抗高温、耐盐、抗旱等抗逆性状和产量性状，是由多基因控制的复杂数量性状，遗传调控机制复杂，研究难度大，具有挑战性。

　　经过中外科学家的共同努力，我们已经克隆了一批水稻重要基因。但水稻基因组有几万个基因，目前的研究只是“冰山一角”，还有许多重要的基因位点等待我们去挖掘出来。此外，关于作物复杂数量性状的调控机制也还了解甚少。

　　分离克隆多个控制水稻复杂性状的基因

　　我们研究团队从2001年组建起，二十多年来，一直选择水稻抗逆复杂性状（抗高温、耐盐、抗旱）、产量复杂性状的基因挖掘及分子遗传调控机理研究作为主攻方向，在该领域取得一系列突破性成果。

　　发现首个潜在农作物“高温感受器”

　　经过长达近10年努力，他带领科研团队最新的一项研究成果是，在国际上成功发现第一个潜在的农作物“高温感受器”。今后，可借助分子生物技术方法，将这项研究挖掘的抗高温新基因，应用于水稻、小麦、玉米、大豆以及蔬菜等农作物的抗高温育种改良中，提高不同作物品种的高温抗性，维持其在极端高温下的产量稳定性。这对于有效应对全球气候变暖引发的粮食安全问题具有重要意义。

　　《瞭望》：能否介绍你应对气候变暖保证粮食生产的研究思路？

　　目前的研究还只是“冰山一角”

　　接下来，通过分子生物学、细胞生物学、植物生理学等技术方法，对所挖掘到的抗高温基因开展功能与作用机理研究，阐明水稻抗高温基因TT1、TT2、TT3调控抗高温性状的分子遗传调控新机制。

　　目前，我们已成功挖掘克隆了多个水稻基因，并且获得了专利，育种家可以利用这些基因改良作物的种子。比如，可以借助分子生物技术方法将抗热新基因TT1、TT2、TT3.1/TT3.2应用于改良水稻、小麦、玉米以及蔬菜等作物的种子，提高作物品种的抗热性，维持在极端高温天气下作物产量的稳定性，对于有效应对全球气候变暖引发的粮食安全问题具有广泛的应用前景。

文章来源：《作物研究》 网址: http://www.zuowuyanjiu.cn/zonghexinwen/2022/0816/849.html