中国科学家发现让农作物抗热又高产的“多效基因”

随着全球气候持续变暖，农作物绝收的风险越来越高。如何让农作物抗热、抗病又高产？多年来科学家一直“束手无策”。

近日，中科院上海生科院植物生理生态研究所何祖华课题组，发现了一个功能强大的“多效基因”——ER基因，它既能让农作物耐高温、抗病、高产，又能提高农作物的水分利用率、促进作物生长发育。

这一研究成果为农作物、园林植物的高效育种提供了重要技术手段。该论文已在线发表于国际顶尖期刊《自然－生物技术》。

前人研究认为，让农作物同时具备“多重功效”是一项基本不可能完成的任务：拥有抗高温、抗病虫等特效功能的农作物，要么“发育不良”植株不饱满，要么“发育缓慢”高产难保证。

对此，经过长达十余年的持续攻关，何祖华团队发现，植物“拟南芥”中的ER基因拥有强大的特异功能，它好像给植物细胞涂了一层防晒、抗病的保护膜，让细胞膜更加完整，不易破裂，植株发育更健康饱满。

由此，何祖华团队发现，不仅是拟南芥，水稻、番茄、玉米等农作物中也有ER系列基因的存在。

“我们在长沙、武汉、上海等多地种植了具有更高活性的ER基因水稻。实验结果发现，当普通水稻已经在高温下枯死的时候，携带更高活性ER基因的水稻仍然可以获得40%以上的结实率。”何祖华说。此外，ER基因还能让植物的水分利用率提高50%。

研究团队认为，ER基因是一个具有重要生物意义的基因位点。可以肯定，未来ER基因在包括水稻在内的单子叶粮食作物以及包括番茄在内的双子叶经济作物等不同农作物的抗高温、抗病育种中都将有广泛的应用潜力。