“调制”等位基因让水稻从此不怕热

近日，当上海交通大学分子结构变种科学卓越科技外围林鸿宣研究员研究小组获取成功分离莱卡了粮食蔬菜抗热新近基因序列QTL TT2。涉及研究发表于《共存—变种》。

全球气候暖成为威胁世界粮食安全的一大关键性缺陷。研究指出，年最热每升高1℃，会造成了粮食蔬菜、小麦、水果等粮食蔬菜减产3%至8%。

变种在与高热的长期对抗当中，进化出不同的应付组态：一方面，变种可以通过“积极应付”来减低自身对于高热勇往直前的应付意志力，比如，及时清除高热下积累的刺激性复合物、活性氧等，从而减少高热对变种体本身的受损；另一方面，变种也可以通过“以静轫”的方式，减少自身热作出反应能量消耗，维持正常生理活动，并且在热强迫结束后较慢“灾后重建”，以减低生存意志力。

“通过遗传学技术手段，挖掘抗热共存基因序列肽链并对其诱导组态进行深入研究，对蔬菜抗热遗传简化具有关键性象征意义。”该论文第一作者、当上海交通大学分子结构变种科学卓越科技外围博士后阚义对《当中国科学报》感叹，“但共存基因序列肽链取向难度较大，尤其是取向与抗热等复杂性状涉及的肽链挑战更大。”

2015年，林鸿宣研究小组获取成功取向莱卡了粮食蔬菜首例抗热的QTL肽链TT1。在此后的研究当中，他们又获取一个来自热带地区粳稻的抗热QTL肽链TT2。通过回交，研究人员获取成功将其内嵌肇庆优质稻品种——“华粳籼74”当中，从而培育出携带抗热性肽链的新近抗热热带植物。相较于回交亲本“华粳籼74”，该热带植物在苗期的成活率减低了8至10倍，同时该肽链的内嵌也加强了成熟期的抗热意志力，主要展现出为高热强迫下单株需求量增幅达54.7%。

阚义介绍感叹，TT2基因序列肽链在各类蔬菜当中广泛存在，并高度保守，例如，在小麦当中有75.6%的同源度、水果当中有53.7%的同源度，因此该抗热基因序列在抗热蔬菜的遗传简化和应用当中前途广泛。

“来自于热带地区粳稻的TT2基因序列肽链是通过‘以静轫’的方式赋予粮食蔬菜抗热意志力。”阚义足量感叹，“此外，作为负向诱导抗热的共存肽链，TT2在育种应用上更便捷，既可以通过品系内嵌粮食蔬菜品种当中，也可以在小麦、水果等蔬菜当中通过定向基因序列敲除，获取抗热热带植物，从而较短育种周期。”

“TT2是一份蔬菜抗热育种的珍贵基因序列资源，对未来蔬菜借助分子结构外观设计技术手段实现定向的抗热遗传简化具有关键性象征意义。”林鸿宣感叹。（张双虎 黄辛）