• 破译水稻耐热密码

    发现水稻“高温自救”机制,耐热基因加速落地育种 从显微镜下的微观世界到万亩良田,“川种”的力量将不断展现



  • 9月10日,激光共聚焦显微镜清晰呈现出水稻根部组织中绿色荧光标记蛋白的分布状态。



    9月8日,科研人员使用激光共聚焦显微镜观察水稻根部绿色荧光标记蛋白分布。



    9月10日,科研人员在激光共聚焦显微镜下,利用本氏烟草细胞的异源瞬时表达技术观测荧光标记水稻蛋白。



    9月10日,激光共聚焦显微镜的双荧光通道以差异化色彩分别呈现水稻根部结构与荧光标记蛋白分布。



    9月10日,科研人员在激光共聚焦显微镜下,利用本氏烟草细胞的异源瞬时表达技术观测荧光标记水稻蛋白。



    8月10日,川农大水稻研究所研究生在成都温江惠和基地对重点母本剪颖去雄。



    9月8日,川农大李仕贵教授(右二)正与研究生团队讨论不同试验材料的表型差异。



    9月7日,科研人员在成都崇州市天府粮仓国家现代农业产业园测量、记载水稻株高。



    8月10日,水稻研究所科研人员在川农大成都温江惠和基地开展水稻杂交。



    9月8日,水稻研究所实验室内,一束束刚从田间采收的稻穗整齐悬挂,等待科研人员开展考种分析。



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      9月10日,四川农业大学水稻研究所实验室内,科研人员围绕水稻耐高温等核心性状开展技术攻关。激光共聚焦显微镜下,荧光标记蛋白在水稻细胞内的位置与分布清晰显现。这场微观层面的探索,直指农业生产中的现实难题:极端高温环境下如何实现稳产,优质稻米如何提升附加值,制种与种植环节如何降低生产成本。
      该设备依托激光逐点扫描与荧光成像技术,突破传统光学显微镜的观测局限,可在不破坏试验样本的前提下,对水稻根、茎、叶、穗、花粉及原生质体完成高精度二维切片与三维结构重构。科研人员借助这一设备观测荧光标记蛋白,结合自由流电泳、脂质组分分析等技术手段解析蛋白功能,为破解水稻耐高温分子机制提供核心数据支撑。
      今年7月,川农大水稻研究所团队在《自然》期刊发表最新研究成果,在国际上首次揭示水稻细胞膜应对高温胁迫的快速自救机制。研究证实,OsALA5基因编码的蛋白可在高温环境下推动特定磷脂向细胞膜内层转运,数分钟内完成膜脂分布调节,抑制细胞膜过度流动,从而减轻高温对水稻细胞的损伤。
      近年来,全球极端高温天气频发,高温胁迫常态化已成为制约水稻等主粮作物稳产、威胁区域粮食安全的关键因素。团队进一步挖掘OsALA5基因的优良变异位点,在成都、重庆、长沙开展多年多点田间试验,系统验证该基因提升水稻结实率、稳定产量的实际效果。8月1日,川农大水稻研究所与多家种业龙头企业签署合作协议,推动OsALA5基因资源落地育种一线,力求将耐热基因优势转化为品种生产优势,为高温年份的粮食稳产筑牢技术底气。
      水稻育种既要兼顾高产稳产目标,也要同步匹配品质优化、食品安全、加工利用等多元产业需求。川农大联合宜宾市农科院、种业企业选育的“宜香优2115”,累计推广面积超3000万亩,惠及农户超800万人次。团队选育的“荣胜优520”,已纳入绵竹、什邡等地耕地安全利用项目种子采购清单,为降低稻米镉积累风险提供了优质品种选择。
      该所功能稻团队选育的“蜀香优668”“天府胭脂”等品种,已应用于川渝地区稳糖特色食品加工;“川农牛红香糯”则服务于米酒、清酒、传统桃片糕等特色食品生产,既丰富了特色农产品的原料选择,也拓宽了稻米全产业链的价值空间。良种还需配套良法,围绕制种、种植全流程,团队持续推进良种良法一体化攻关。在邛崃,团队将父母本机械插秧、无人机辅助授粉、机械化收获等技术集成应用于杂交水稻制种环节,并持续开展技术中试熟化与智能化种植示范。近年来,眉山机插水稻超高产绿色栽培示范田平均亩产达887公斤,最高亩产突破900公斤,刷新四川机插稻亩产纪录。9月13日,2026年度水稻实收测产工作正在当地有序推进。经过几代科研工作者接续攻关,该科研单位育成的水稻品种累计推广面积已超6亿亩。
      川农大水稻研究所所长钦鹏表示,立足保障粮食安全、服务“天府粮仓”建设,下一步研究所将持续深耕应用基础研究、新品种培育、稻米品质提升、智慧栽培等核心方向,探索大数据、人工智能、合成生物学、基因编辑等前沿技术的落地应用路径,延伸水稻全产业链条,推动科技创新与产业创新深度融合。
      从显微镜的微观世界到万亩良田,“川种”蕴藏的力量,终将化作稻浪翻滚间的丰收密码。对四川高产优质杂交水稻的微观求索,正在希望的田野上书写崭新答卷。
      四川日报全媒体记者 赵增兴 韦维 摄影报道

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