从耐热水稻到高蛋白玉米，在这里看见中国农业的未来

　　【大河财立方记者王宇洪昊旸李博上海报道】7月7日，上海官宣出梅，随即迎来高温天气。大河财立方记者跟随“活力中国调研行”采访团走进中国科学院分子植物科学卓越创新中心时，户外已经热浪滚滚。

　　采访团来到该中心的人工气候室，在顶楼的玻璃温室里见到了中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员林鸿宣。此时温室里的温度并不比室外低，还有些闷热，林鸿宣在其培育的耐热水稻旁等待采访团的到来。

　　对水稻来说，这样的天气也并不“舒服”。

　　“极端高温天气下，水稻花粉败育、灌浆不饱满，产量下降会非常明显。”林鸿宣在接受记者采访时表示，2024年、2025年，我国水稻主粮区连续遭遇极端高温，全国水稻总产量明显减少。据统计，全球平均气温每升高1摄氏度，将给作物带来3%至8%的减产，水稻、小麦、玉米、大豆四大作物减产合计达19.7%。

　　植物不会跑，水稻只能原地承受高温的炙烤，怎么办？

　　林鸿宣团队早在20年前、高温威胁还未引起广泛关注时，就开始提前布局，从水稻资源中挖掘耐热基因。经过8年攻关，该团队于2015年成功克隆首个水稻耐热QTL基因TT1，实现了从0到1的突破。

　　林鸿宣介绍，TT1导入普通水稻品种后，高温下产量明显增加。随后，团队又陆续挖掘出TT2、TT3、TT4、TT5等多个水稻关键耐热基因。此外，团队还与上海交通大学合作，首次破解了水稻感知高温信号的“双重解码”机制，揭示了植物如何把“天太热了”这个物理信号传递至细胞核、启动耐热程序，进而增强水稻的耐热性。

　　如果说耐热水稻解决的是“天太热”的问题，那高蛋白玉米面对的，就是“大豆依赖”的难题。

　　走进另一间实验室，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员龙金成给大家介绍了两罐玉米，一罐是现代栽培玉米，籽粒饱满金黄；另一罐是野生玉米，籽粒又黑又小。

　　“野生玉米的蛋白含量高达30%，现代栽培玉米只有10%左右。”龙金成说，人类在野生玉米驯化和人工选择过程中，把高蛋白基因“弄丢了”。

　　中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员巫永睿团队做的就是从野生玉米里把这些“丢失”的基因找回来。

　　2022年，他们首次克隆了玉米高蛋白主效调控位点THP9，随后又克隆到第二个关键高蛋白调控位点THP3。将THP3导入现代栽培玉米后，可使籽粒蛋白含量由8%提升至10%，显著改善籽粒营养品质且不影响产量。更具突破性的是，将THP3与THP9位点进行聚合后，籽粒蛋白含量可进一步提升至13%，相关研究成果已发表在国际学术期刊《自然》上。

　　为什么要提高玉米的蛋白含量？答案在饲料里。

　　“玉米和大豆是我国重要的饲料原材料。中国每年进口大量大豆，主要用于榨油和制作饲料中的豆粕。一旦进口受阻，饲料供应就会出问题。玉米蛋白含量提高了，就可以减少豆粕添加，降低对进口大豆的依赖。”龙金成说。

　　在另一个实验室里，王勇团队研究的则是植物自己合成的“化学武器”。

　　植物不能跑，只能靠化学物质保护自己，用以抵御害虫、对抗恶劣环境。王勇介绍，这些神奇的化学物质不仅护佑了植物自身的生存，更是人类治疗疾病、开发药物的宝贵宝库。他们团队做的，就是破解植物制造这些化学物质的“密码”，像搭乐高一样重新设计细胞的代谢工厂，让微生物和植物变成高效生产珍贵药物的“绿色制造车间”。

　　比如通过生物制造的方式来获得甜菊糖——一种比蔗糖甜200—300倍的甜味剂，2018年获得FDA批准后，现在多个饮料品牌已经在大量使用。再比如辅酶Q10，团队通过基因编辑改变5个氨基酸，让水稻也能合成辅酶Q10，吃大米就能补Q10，不用吃昂贵的保健品。

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