活力中国调研行|解码作物基因 筑牢粮食安全根基

7月7日，“活力中国调研行”来到了中国科学院分子植物科学卓越创新中心。极端高温下水稻产量能否不减反增？稻田能否像割韭菜一样“一种多收”？玉米能否既高产又高蛋白？这些问题在这里都能找到答案。科研人员从基因源头出发，以创新思维深度解码作物的“生存智慧”，为粮食安全筑牢科技根基。面对全球气候变暖导致的极端高温与盐碱危害加剧，中国科学院院士林鸿宣带领团队长期深耕水稻抗逆与产量基因挖掘。早在二十年前高温威胁尚未凸显时，该团队便前瞻性布局耐热基因挖掘，并于2015年率先克隆出首个水稻耐热QTL基因TT1，实现“从0到1”的突破。

如今，他们已系统破解了水稻感知热信号的“双重解码”机制，克隆出TT2、TT3等多个关键耐热基因。值得注意的是，将耐热基因DGK7与TT2聚合导入优良品种后，在高温胁迫下水稻可实现增产约一倍的稳产效果。针对半矮秆品种抗逆性低的难题，团队还提出精准调控赤霉素至中等水平的新概念，被誉为作物育种领域的“范式转变”。

在水稻种植领域，科研人员致力于寻找“一次栽培，年年收获”的永续方案。中国科学院院士韩斌团队通过挖掘野生稻的“长寿”奥秘，成功克隆出控制水稻多年生性状的基因EBT1。该基因能让野生稻在开花结果后逆转发育，重新回归幼年营养生长状态。研究发现，现代栽培稻在追求高产的驯化过程中，无意间“丢弃”了这一宝贵基因。这项发现意味着未来稻田有望像果园一样实现“一种多收”，通过杂交育种将EBT1导入现有品种，可为再生稻改良提供关键遗传资源，大幅降低耕作成本与劳动力投入。

在提升玉米蛋白质含量方面，巫永睿研究员团队从野生玉米中克隆出第二个高蛋白调控位点THP3，将其与此前发现的THP9聚合后，玉米籽粒蛋白含量可从8%提升至13%，且不影响产量。这不仅打破了“高产必低质”的魔咒，更为减少大豆进口依赖、保障饲料安全提供了战略支撑。

据悉，2025年，上海全社会研发经费支出相当于全市生产总值的比例预计达4.5%左右，其中基础研究支出占比已提升至12%。持续增长的研发经费，为科研人员“十年磨一剑”提供了坚实保障。从水稻抗逆稳产到多年生种植，再到玉米营养改良，在这片科创热土上，科研人员通过破解作物适应极端环境的“基因密码”，以“从0到1”的源头创新精神，为夯实大国粮仓根基贡献科技力量。

分子植物科学卓越创新中心党委书记张余在采访中介绍说，植物科学研究是农业科技创新的重要着力点和突破口。近年来，中心的多个科研团队取得了重大研究成果。例如，巫永睿研究团队历经多年科研攻关，找到第二个野生玉米高蛋白基因；林鸿宣团队经过8年攻关，破解水稻耐热之谜，推动基础研究走向育种应用；王四宝团队长期进行疟蚊研究，为蚊虫遗传防治策略的实施奠定了基础。

张余表示，中心多措并举营造包容宽松的创新生态。中心近年来实施“青年科学家成长导师”计划，由资深成长导师为青年科学家给予个性化指导；实行长周期国际同行评估制度（5年一次），重点评价研究成果的原创性和引领性，评价人才在领域内的影响力，不唯论文、不唯帽子、不唯奖项。他说：“我们鼓励‘十年磨一剑’的自由探索，鼓励人才敢坐冷板凳、敢闯无人区，勇担高风险、高价值的基础研究课题。”