大国的粮食政策对水稻来说太热了，但上海科学家种植的新品系使其产量增加了20%

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来源：看新闻

2013年夏天，留在中科院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣院士的记忆深处。 由于当时38以上的高温天长达十几天，研究小组在松江农场种植的水稻，结实率不足10%。

平均气温每上升1，将导致水稻、小麦、玉米等粮食作物减产3%~8%左右。 因此，多年来科学家一直在寻找水稻的“高温感受器”，成为亟待克服的重大科学问题。

林鸿宣研究小组与上海交通大学林尤舜研究小组合作，揭示了水稻耐高温的新机制，同时发现了第一个潜在的水稻“高温感受器”。 2022年6月17日，该研究成果在国际权威学术杂志《科学》上发表。

【高温不仅减少水稻产量，还会降低口感】

根据农作物的不同，应对高温时的临界温度也不同，例如小麦为26，玉米为38，水稻为34，气温超过临界温度时会发生一定程度的减产等。

高温危害水稻生长各时期，特别是开花结实期不仅减少水稻总产量，而且导致口感等品质下降。

全球变暖加剧了粮食安全问题。 预计到2040年，平均气温将上升1.5-2.0，届时高温可能使全球粮食减产30%-40%，全球水稻产量受到高温潜在威胁的面积约为400万公顷( 6000万亩)。 与此同时，人口的增长可能导致粮食需求刚性的增加，从而引发一系列社会问题。

【具有广泛的应用前景和商业价值】

与亚洲稻相比，非洲稻含有大量的基因资源，能有效地抵御高温环境的侵害。 但与亚洲稻远缘杂交成功率低至1%，只能获得几粒种子，接近“杂交不育”。

为了抓住这个“模糊的希望”，研究小组花了三四年的时间，通过一次杂交，成功地将非洲稻的耐热基因片段导入了亚洲稻。

“高温是一种复杂的物理信号，如何在植物细胞表面找到并反复验证这种物理信号转化为生物信号的感受器，是我们面临的巨大挑战。 ”论文第一作者、中国科学院分子植物科学与卓越创新中心博士学生张海(与上海科技大学合作培养)告诉解放日报上观新闻记者。

经过7年的努力(加上基因材料的构建，花了将近10年)，该研究小组终于成功分离克隆了水稻抗高温新基因位点，揭示了调控耐高温的新机制。

一般来说，一些抗逆基因会影响作物的产量。 但值得一提的是，在正常田间条件下，该耐高温基因对产量性状没有负面影响。 “我们在田地里建造了大棚，模拟高温环境。 根据小面积地区的试验结果，含有非洲稻耐热基因的水稻新品种在高温下增加了20%的产量。 ”林鸿宣说。

除水稻外，研究人员还将该基因应用于小麦、玉米、大豆及蔬菜等作物的耐高温育种改良，以维持极端高温下的产量稳定，具有广泛的应用前景和商业价值。

【记者手记】

去年10月，解放日报上观新闻记者在松江区濑港镇实验农场采访，偶然遇到林鸿宣院士。 当时，他戴着草帽，蹬着雨靴，就像个农民。 多年来，从播种、插秧、取样、观察表型到收获，这些事他都亲力亲为。

在中科院分子植物卓越中心主任韩斌院士眼里，林鸿宣是该所“首席科学家之一”。 作为分子遗传学领域的领军人物，2009年当选中国科学院院士后继续工作，几乎每年都有重要学术成果发表。

对于研究的科学问题，林鸿宣具有高度的“专注力”，他总是想通了。 多年来，科学家一直在寻找水稻的“高温感受器”，但他带领团队前后花了10年，终于取得了突破。

林鸿宣喜欢“啃硬骨头”，以农业重大科学问题为主攻方向。 除了耐高温外，他还致力于水稻的抗旱、耐盐。 这些都是科学难题，但一旦突破，就有可能给水稻育种带来变化，影响我们的生活。

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