華中農業大學作物遺傳改良全國重點實驗室、生命科學技術學院教授李一博帶領的團隊,從自然環境中篩選出水稻耐高溫基因QT12,為水稻在高溫環境下實現穩產提質及育種提供新策略。相關成果于北京時間4月30日晚發表在國際期刊《細胞》(Cell)上。
“全球變暖背景下,極端高溫事件頻發,對糧食產量及品質帶來突出影響。”李一博表示,水稻是全球最重要的糧食作物之一,高溫不僅會導致水稻減產,還會增加水稻堊白粒率和堊白面積,也就是稻米胚乳中出現不透明部分,影響外觀及口感。
李一博帶領團隊歷經10余年研究,從來自中國、菲律賓、巴基斯坦、印度尼西亞、埃及、印度等國家萬份種質中,發現8份在10年自然高溫下仍無堊白的種質,進而通過遺傳分析,篩選出自然環境中耐高溫的關鍵基因QT12,并揭示了背后的分子機制。
2024年,長江流域遭遇極端高溫,團隊在武漢、杭州和長沙開展大規模田間試驗。結果發現,與野生型相比,QT12突變株系在武漢、杭州和長沙的產量分別提升了92.5%、64.1%和54.7%,同時顯著降低了稻米堊白率和堊白度。
團隊將QT12基因導入到雜交稻配組最多的主栽品種“華占”,結果顯示,與“華占”相比,武漢、杭州和長沙三地導入QT12抗性基因的“改良華占”產量,分別增加了49.1%、77.9%和31.2%,進一步驗證了QT12基因在高溫環境下的育種實力。
目前,聚焦該成果,已有近10家種業公司與華中農業大學簽署轉化意向協議。
簽約單位之一、安徽荃銀高科種業股份有限公司副總經理張從合指出,相較于實驗室環境下篩選出來的耐高溫基因,QT12基因是在自然環境下篩選出來,抗性及表型更加貼合現實,穩產提質效果更優,這也是產業界看重的關鍵。
袁隆平農業高科技股份有限公司副總裁楊遠柱表示,將依托雜交水稻海外推廣網絡,推進QT12基因在海外,尤其是東南亞、南亞地區的應用。
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