四川農業大學水稻研究所欽鵬、李仕貴團隊聯合中國科學技術大學生命科學與醫學部向成斌、孫林峰團隊日前發表研究成果，揭示水稻在高溫來襲時快速保護細胞膜穩定性的機制，並挖掘到一個有助於水稻高溫下穩產的稀有單倍型，為耐熱水稻育種提供了新的思路和基因資源。

每年7月至8月是我國南方水稻抽穗開花和結實的關鍵期，高溫往往導致水稻結實率和產量嚴重下降。數據顯示，全球平均氣溫每升高1℃，將直接導致水稻產量減少6.6%至25%。2013年，欽鵬、李仕貴團隊觀察到高溫導致結實率大幅下降的現象，由此開展相關研究。

對於水稻來說，一旦高溫超過細胞能夠承受的范圍，細胞膜就可能變得過度流動，出現離子滲漏、細胞受損甚至死亡等問題，導致水稻植株結實率下降、產量受損。

團隊研究發現，在水稻的細胞膜上有一個蛋白復合體，在遇到高溫后會優先將飽和磷脂酰膽鹼這一類有助於穩定膜結構的脂質分子快速翻轉到細胞膜的胞質側，相當於把“加固材料”搬到細胞膜更容易失穩的一側，從而快速穩定細胞膜。

“不隻有重塑，還有重分布。”欽鵬說，以往通常認為，植物遇到高溫后會通過信號傳遞啟動基因表達，重新合成或改造細胞膜脂類物質，這通常需要較長時間。此次新發現表明，水稻並不一定在高溫來襲時馬上重新制造大量新的細胞膜脂類物質，也可以先把已有的穩定性脂質快速調配到最需要的位置。這種“就地加固”的方式，讓細胞膜能夠在高溫早期迅速獲得保護。

團隊還從2236份水稻自然資源中挖掘到一個稀有優異單倍型，將其導入不耐高溫的水稻品種中，結果發現其耐高溫能力明顯提高。

“這些發現為作物耐熱改良提供了新的思路。”欽鵬表示。目前，團隊已經建立了耐高溫的篩選鑒定平台，重新設計了更精准控制溫度和濕度的溫室。同時根據歷史氣候記錄，團隊在四川瀘州建立了大田鑒定實驗基地，把溫室精准控制和大田真實環境結合起來，讓研究結果更接近生產實際。（記者周洪雙、李曉東）