華中農業大學教授熊立仲帶領團隊鑒定出一個名為“ROAD1”的稻屬特異抗旱基因，且發現該基因在擬南芥、油菜、玉米、小麥和楊樹等多種受試植物中展現出跨物種抗旱應用潛力。相關成果于北京時間7月23日深夜在線發表于國際期刊《細胞》(Cell)。
干旱是威脅全球作物生產和糧食安全的重要環境因素。傳統抗旱路徑易引發植物生長抑制、產量下降等副作用。如何在不影響植物正常生長情況下，精準提高其抗旱能力，是農業育種領域關鍵課題。
熊立仲團隊歷經近10年研究，以世界240份水稻種質資源為材料，鑒定出只存在于水稻家族的抗旱基因ROAD1，進而發現攜帶功能等位基因ROAD1-C的水稻在干旱脅迫下相比對照組葉片卷曲程度較輕，產量更高。
“同一個基因，在不同水稻品種中會存在細微基因序列差異，衍生出各種不同基因版本，這些不同基因版本就叫等位基因。”熊立仲說，ROAD1的功能等位基因ROAD1-C，在來源于降水量相對較少地區的粳稻材料中呈現較高頻率，具備更優抗旱能力。
為驗證ROAD1實用價值，團隊將ROAD1-C導入優良水稻品種中進行田間測試。結果顯示，在干旱條件下，攜帶ROAD1-C的近等基因系的水稻產量，較對照提高約21%至35%，而在正常供水條件下，未觀察到對生長和產量產生明顯不利影響。
更令人振奮的是，團隊將ROAD1基因導入擬南芥、油菜、玉米、小麥和楊樹中，均發現這些植物表現出更好抗旱性。這意味著，這一源自水稻的基因有望成為多種農作物的“跨物種抗旱利器”。
中國科學院院士、中國科學院植物研究所研究員種康在點評中指出，全球氣候變暖背景下，干旱災害風險不斷加劇。該研究建立了從進化起源、分子機制到田間評價和跨物種驗證的完整證據鏈，為發掘抗旱基因資源和培育抗旱穩產作物提供了新思路。