凯明格资讯网科学家发现水稻高温“自我急救”策略
来源：新华网
发布时间：2024年7月2日
记者：吴晓颖
地点：成都
面对高温胁迫，自我急救植物细胞如何迅速遏制细胞膜失稳，科学长期困扰着科学界。现水近日，稻高我国科研团队在水稻耐热机制研究上取得重大突破，温策不仅揭示了水稻在高温下快速维持细胞膜稳定性的自我急救全新分子机制，还挖掘出一个有助于高温稳产的科学稀有基因单倍型，为耐热水稻育种提供了关键的现水基因资源。该研究成果于北京时间7月1日晚在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线发表。稻高
细胞膜失稳：高温减产的温策关键诱因
细胞膜作为植物细胞与外界环境交互的第一道防线，其稳定性至关重要。自我急救高温会显著增强膜脂分子的科学运动性，导致细胞膜过度流动化。现水一旦这种流动性超出细胞承受极限，稻高便会引发离子渗漏和膜结构损伤，温策最终导致水稻结实率大幅降低和产量下降。
发现耐热正调控因子 OsALA5
四川农业大学水稻研究所与中国科学技术大学生命科学与医学部联合攻关，历经多年研究，成功鉴定出水稻耐热性的正调控因子 OsALA5。
进一步研究证实，在细胞膜上，由 OsALA5和 OsALIS2因子组成的蛋白复合体，在高温早期阶段发挥着关键的膜稳态调控作用。
“就地加固”：打破传统认知
四川农业大学水稻研究所所长钦鹏指出，细胞膜并非简单的对称脂质双层，而是具有显著的不对称性。
- 传统观点：植物应对高温通常依赖信号传导启动基因表达，重新合成或改造膜脂，这一过程耗时较长。
- 新机制发现：当遭遇高温时，OsALA5-OsALIS2蛋白复合体会优先将有助于稳定膜结构的饱和磷脂酰胆碱，快速“调配”至需要加固的细胞膜一侧。
这种“就地加固”策略，使细胞膜能在高温初期迅速获得保护，打破了以往认为植物主要依靠重塑膜脂组成来适应温度变化的传统认知。研究团队还在拟南芥和酵母中观察到了类似现象，暗示该机制可能具有广泛的保守性。
挖掘稀有单倍型，助力育种实战
除了机制解析，研究团队从2236份水稻自然资源中，成功挖掘出 OsALA5的一个稀有优异单倍型 Hap7。
田间实验显示，将 Hap7 导入不耐高温的水稻品种后，其耐高温能力得到显著提升。
展望：保障粮食安全的新思路
钦鹏表示，这一发现为作物耐热改良提供了全新思路。未来，可通过挖掘 OsALA5 及其在不同作物中同源基因的自然变异，应用于品种改良，从而有效应对气候变暖挑战，保障全球粮食稳产。
