国际顶级科学期刊《细胞》近日刊登了一项来自中国的农业科研突破——我国科研团队成功破解水稻应对高温的“双重防御机制”，并培育出耐热性显著提升的水稻新品种。这一发现为全球粮食安全应对气候变暖提供了关键技术支撑，标志着我国在作物抗逆分子育种领域迈入世界前列。
持续升高的全球气温正对农业生产构成严峻挑战。高温环境会破坏作物生殖细胞活性，干扰授粉与灌浆过程，导致水稻、小麦等主粮减产达30%以上。传统育种手段难以突破物种遗传限制，科学家们迫切需要揭示植物感知高温的分子通路，从而开发精准的基因编辑技术。这项研究正是针对这一难题展开的协同攻关。
研究团队通过多组学联合分析，在水稻基因组中定位到两个核心调控因子：位于细胞膜的DGK7蛋白与细胞核内的MdPDE1酶。这两个蛋白构成精密的“温度感知-响应”系统，将物理高温信号转化为细胞可识别的生物指令。当环境温度超过32℃时，DGK7首先被激活，通过催化磷脂分子重构生成大量磷脂酸信使，完成信号的第一级放大。这些化学信使穿越细胞质，精准激活MdPDE1酶活性，促使该酶进入细胞核降解环核苷酸分子，最终启动热激蛋白等耐热因子的表达。
实验数据显示，经过基因优化的水稻品种展现出惊人的抗逆能力。在模拟持续40℃高温的田间试验中，单基因改良株系产量较常规品种提升50%-60%，双基因协同改良品种产量更是实现翻倍增长。更令人惊喜的是，这些耐热品种在正常温度下生长特性完全不受影响，且稻米品质指标如直链淀粉含量、蛋白质含量等均有优化。
该机制的发现颠覆了传统认知。此前学界普遍认为植物仅通过单一通道感知温度变化，而新研究证实存在细胞膜-细胞核的双重信号通路。这种分级响应机制既能快速启动应急保护，又能持续维持代谢稳态，为作物适应极端气候提供了双重保障。研究团队通过基因编辑技术精准调控这两个靶点，成功创造出耐热性呈梯度分布的水稻品系，可满足不同热区的种植需求。
