撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

当前，全球变暖带来的气温上升威胁着农作物谷物的质量和产量；然而，温度如何调节谷物质量以及如何实现谷物质量和产量的协同耐热性，我们仍不得而知。

2025 年 4 月 30 日，华中农业大学李一博教授团队在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：A natural gene on-off system confers field thermotolerance for grain quality and yield in rice 的研究论文。

该研究发现了水稻中的一种天然基因开关系统，赋予了其田间热耐受性，从而提升了水稻的品质和产量。

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在这项最新研究中，研究团队鉴定出一个水稻主效基因位点——QT12，它通过过度激活未折叠蛋白反应（UPR）破坏胚乳储存物质的稳态，从而负向调控稻米品质的田间热耐受性。

QT12
的天然变异和 NF-Y 复合体形成了一种天然的基因开关系统，以调节
QT12
的表达和耐热性。高温削弱了 NF-YB9/NF-YC10 与 NF-YA8 的相互作用，解除了对
QT12
的抑制，从而引发品质下降。而
QT12
的低表达赋予了水稻更优的品质，并在大规模高温试验中使优质水稻产量提高了 1.31-1.93 倍。

研究团队进一步在 NF-Ys-

QT12
中，从四个遗传上无关联基因的共选择突变中鉴定出了两个性状调控单倍型 （TRH） ，用于区分亚种的耐热性。

该研究的核心发现：

  • 水稻中

    QT12
    的天然变异赋予了其谷物品质和产量的耐热性；
  • QT12
    通过过度激活未折叠蛋白反应（UPR）破坏胚乳贮藏物质的稳态；

  • 高温削弱了 NF-Y 的相互作用，并解除了 NF-YA8 对

    QT12
    的抑制作用；

  • NF-Ys-

    QT12
    构成了水稻亚种热适应的天然基因开关系统。

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总的来说，这项研究为水稻田间耐热性提供了机制上的见解，并提供了一个概念验证育种策略，以打破逆境生长和产量质量之间的权衡。

论文链接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00413-1