编辑“耐热基因” 水稻不再怕热

    省农科院科学家“973计划”获新发现

    本报杭州5月10日讯 立夏已过，天气逐渐变热。对我省上千万亩水稻来说，高温不仅会造成减产，还会影响稻米的外观和口感。记者5月10日从省农科院获悉，该院专家在开展一项国家重点基础研究发展计划（“973”计划）研究时发现，抑制水稻中一个调控基因可以使水稻在高温下仍然能维持较高的品质，这个“耐热基因”还有望通过基因编辑方法来改良水稻品种。这一成果目前正在申请国家专利。

    稻米品质最直观的内容就是“颜值”和口感。省农科院病毒学与生物技术研究所朱英研究员说，磨好的精米是否足够晶莹透亮，煮好的饭吃起来是否软硬适中、喷香可口，稻米中的直链淀粉含量是决定因素之一。“研究表明，品质较好的稻米，直链淀粉在总淀粉中所占的比例在17%至25%之间。直链淀粉含量过高或过低，都会影响稻米品质。”朱英研究员介绍，“高温会造成稻米中的直链淀粉含量下降，影响稻米的‘颜值’和口感。因此，一些对高温比较敏感的优质水稻品种在正常温度下可以产出优质稻米，可是在高温环境下产出的稻米却不再好看、可口。”

    研究发现，南方广泛种植的籼稻，普遍比北方的粳稻更加耐热。朱英团队在“973”计划项目“植物胚乳发育及储藏物质积累的分子调控机制研究”资助下开展深入研究，发现籼稻基因组中确实存在一些可以改良粳稻对高温耐受性的遗传位点，目前他们正在对这些重要“耐热基因”进行分离。另一方面，朱英团队通过反向遗传学方法在水稻中发现了一个调控基因。他们发现降低种子中这一调控基因的表达，可以降低稻米在高温下的灌浆速度，维持直链淀粉合成酶的活性，从而确保高温下直链淀粉含量的稳定。朱英研究员表示，许多优质的水稻品种都是对高温比较敏感的粳稻品种，它们的耐热性是一个“短板”。发现调控基因的功能后，就可以尝试通过基因技术，把水稻胚乳中这一基因的表达降下来，从而使优质水稻品种在高温下也能产出优质的稻米。

    据国家气候中心综合评估，2014年以来受超强厄尔尼诺影响，全球表面温度又创新高。随着全球气候变暖加剧，高温导致全球范围内稻米直链淀粉含量下降，进而影响全球水稻的品质。因此，高温下如何稳定稻米的直链淀粉含量，成为全球科学家都在努力寻找的答案。

    据了解，我国科学家近期在水稻抗高温研究中陆续取得了一系列重要发现。如中科院上海生科院研究团队在生长于热带的非洲稻中发现一个基因位点，可以使水稻在高温下更快地降解细胞中积累的有毒变性蛋白，从而保护细胞。中科院遗传与发育生物学研究所发现的一种耐热基因，能够保证水稻在高温下正常地进行细胞分裂。这些水稻耐高温基因的挖掘为培育水稻耐高温新品种奠定了基础。