植物“午休”是指中午12時到14時之間，高溫強光造成植物光合作用及有機物積累下降的現象，最早由英國植物學家於1910年發現。“午休”給作物造成約30%的產量損失。那麼，作物“午休”的機制是什麼？如何克服“午休”及由此帶來的產量損失？這些基礎科學重大難題一直困擾著世界科學家。日前，中國科學院遺傳與發育生物學研究所、崖州灣國家實驗室李家洋院士團隊聯合國內外多家單位，揭示了這一世紀難題的實質。

傳統觀點認為，強光誘發葉綠體內產生的單線態氧，造成光系統Ⅱ及葉綠體結構損傷並觸發防御反應，即先受損再啟動保護，是典型的事后補救，反應慢、耗能大。團隊的研究發現，強光下葉肉細胞質內的MBS1蛋白直接感知單線態氧而發生相分離，形成凝聚體包裹葉綠體，像生物防晒霜一樣保護葉綠體及光合作用免受損害，實現精准、主動、快速的光防護，光合作用幾乎不受影響。當強光解除后，MBS1蛋白又恢復原有狀態。團隊在海南、北京和黑龍江等地連續進行4年大田試驗，上調MBS1蛋白水平以解除作物“午休”，結果水稻的強光耐受性、產量和品質都得到顯著提升。

該研究突破了作物育種“抗逆不增產、增產不抗逆不優質”的瓶頸。而MBS1也有望成為繼抗虫、抗除草劑基因外，另一個具有重大應用潛力的新基因。（記者楊舒、崔興毅）