每年7月至8月是我國南方水稻抽穗開花和結(jié)實(shí)形成的關(guān)鍵期，高溫往往導(dǎo)致水稻結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量嚴(yán)重下降。如何培育更耐熱、更穩(wěn)產(chǎn)的水稻品種，已成為保障糧食安全的重要課題。

　　近日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所欽鵬、李仕貴團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部向成斌、孫林峰團(tuán)隊(duì)，在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表重要研究成果，揭示了水稻在高溫來襲時(shí)快速保護(hù)細(xì)胞膜穩(wěn)定性的新機(jī)制，并挖掘到一個(gè)有助于水稻高溫下穩(wěn)產(chǎn)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。

　　欽鵬、李仕貴團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，在水稻的細(xì)胞膜上，有一個(gè)由OsALA5和OsALIS2組成的蛋白復(fù)合體，在遇到高溫后會優(yōu)先將飽和磷脂酰膽堿這一類有助于穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)分子快速翻轉(zhuǎn)到質(zhì)膜胞質(zhì)側(cè)，從而快速穩(wěn)定細(xì)胞質(zhì)膜。這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)打破了人們認(rèn)為植物主要依靠重塑膜脂組成來適應(yīng)溫度變化的固有認(rèn)知。

　　此外，欽鵬表示，以往大家認(rèn)為植物遇到高溫后重新合成或改造膜脂通常需要較長時(shí)間，一旦急性高溫發(fā)生后，極易造成細(xì)胞膜失穩(wěn)；此次新發(fā)現(xiàn)表明，水稻在高溫來襲時(shí)，可以先把已有的穩(wěn)定性脂質(zhì)快速調(diào)配到最需要的位置，讓細(xì)胞膜能夠在高溫早期迅速獲得保護(hù)。

　　該項(xiàng)研究最難的部分就是要獲得足夠純凈的細(xì)胞質(zhì)膜樣品，以便進(jìn)一步分析質(zhì)膜兩側(cè)脂質(zhì)分布。為此，團(tuán)隊(duì)花費(fèi)兩年時(shí)間創(chuàng)新了研究技術(shù)，運(yùn)用自由流電泳（FFE）技術(shù)分離高純度細(xì)胞質(zhì)膜，大幅提升細(xì)胞膜脂質(zhì)組分析的精準(zhǔn)性、可靠性、可重復(fù)性。

　　團(tuán)隊(duì)還從2236份水稻自然資源中挖掘到OsALA5的一個(gè)稀有優(yōu)異單倍型Hap7，將其導(dǎo)入不耐高溫的水稻品種中，分別于2024年、2025年在成都、重慶、長沙等地進(jìn)行田間實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其耐高溫能力明顯提高。尤其在氣溫最高的長沙，其兩年結(jié)實(shí)率分別提高47.19%和61.59%，顯示出良好的育種利用潛力。

　　“這些發(fā)現(xiàn)為作物耐熱改良提供了新的思路。”欽鵬表示，比如可挖掘OsALA5及其在不同作物中同源基因的自然變異用于品種改良，從而保證糧食穩(wěn)產(chǎn)。