記者近日從中國科學院遺(yi)傳與發(fa)育(yu)生物學研(yan)(yan)究所(suo)獲悉，該所(suo)科研(yan)(yan)團隊成功(gong)開發(fa)出一種(zhong)(zhong)環境智能型育(yu)種(zhong)(zhong)新策略，使用自主研(yan)(yan)發(fa)的(de)基因編輯技術為作(zuo)物安裝(zhuang)“溫(wen)度感應(ying)器(qi)”，培育(yu)的(de)作(zuo)物新種(zhong)(zhong)質在正常農業(ye)生產條件下大幅(fu)增產，在高溫(wen)逆境下保持穩產。

根據植(zhi)物生理學經典理論——“源(yuan)庫”理論，植(zhi)物體內光合產物從“源(yuan)”器官(如(ru)葉片)向“庫”器官(如(ru)根、莖(jing)、果實(shi)、種子)輸送和分(fen)配。而高溫等作物生長(chang)逆境會抑制(zhi)這一過程，從而導致落花落果、籽粒空癟等問題，造(zao)成農業(ye)減(jian)產。

“如果在(zai)作(zuo)物調控‘源-庫’關系的(de)關鍵(jian)樞紐基因中安裝‘溫度(du)感應(ying)器’，就會賦予作(zuo)物實時(shi)感應(ying)溫度(du)變化進(jin)而自(zi)動優化‘源-庫’分配的(de)能力，從(cong)而培育出環境智能型高產(chan)穩產(chan)作(zuo)物。”中國科學院遺傳與發(fa)育生(sheng)物學研(yan)(yan)究(jiu)所研(yan)(yan)究(jiu)員許操說。

此項研(yan)究中，團隊(dui)使用自主(zhu)研(yan)發的(de)高(gao)效基(ji)(ji)因(yin)(yin)編輯(ji)工具(ju)，將番茄和水稻(dao)(dao)等植物基(ji)(ji)因(yin)(yin)中存在(zai)的(de)熱響應元件HSE，“敲入(ru)”調控“源-庫(ku)”關系的(de)關鍵(jian)樞紐基(ji)(ji)因(yin)(yin)中，培育出(chu)番茄和水稻(dao)(dao)新種質。

測(ce)試(shi)結果顯示，番(fan)茄新種(zhong)質(zhi)在正(zheng)常農業生產(chan)(chan)條(tiao)(tiao)件下(xia)產(chan)(chan)量提(ti)高(gao)14%至(zhi)47%，在高(gao)溫逆境下(xia)比對照(zhao)組(zu)增產(chan)(chan)26%至(zhi)33%;水稻新種(zhong)質(zhi)在正(zheng)常農業生產(chan)(chan)條(tiao)(tiao)件下(xia)產(chan)(chan)量提(ti)高(gao)7%至(zhi)13%，高(gao)溫逆境下(xia)比對照(zhao)組(zu)增產(chan)(chan)25%。

多(duo)位業內專家表示(shi)，此項研(yan)究創建了不同作物(wu)通用的環境智能(neng)(neng)設(she)計育種技術體系，培(pei)育出(chu)“順境高(gao)產(chan)(chan)(chan)、逆境穩產(chan)(chan)(chan)”的環境智能(neng)(neng)型作物(wu)，為(wei)高(gao)產(chan)(chan)(chan)穩產(chan)(chan)(chan)作物(wu)育種提(ti)供(gong)了新路(lu)徑，為(wei)作物(wu)單產(chan)(chan)(chan)提(ti)升(sheng)和應對(dui)氣候變化導致的作物(wu)減產(chan)(chan)(chan)提(ti)供(gong)了新思路(lu)。

此項成果論文已在國際學(xue)術期刊《細胞(bao)》發表。