Chinese scientists discover 'heroic' gene to combat cold damage in crops
Auf einen Blick
- Chinese scientists have identified a previously overlooked small peptide gene, dubbed a "heroic" gene, that plays a crucial role in helping crops withstand cold damage.
- This breakthrough, achieved through eight years of research, utilizes gene editing and AI to enhance crop resilience and safeguard food security against climate change.
KI-generierte Zusammenfassung
中新社北京6月4日电 (记者 孙自法)全球气候变化引发环流异常造成剧烈的温度波动与不可预测的冷害，严重影响农作物花期发育，导致减产而严重威胁粮食安全，如何破解和有效应对，一直以来广受关注。
中国科学家历时8年持续攻关，最近在作物基因组发现长期被注释为“功能未知”的小肽基因(RGF)，其“平时深藏不露，冷害挺身而出”的独特表达模式，被研究人员形象称为“侠义”基因，可通过基因编辑+人工智能的一套“组合拳”，实现“按需抗冷”为粮食安全保驾护航。
这项作物生育期冷害感知机制与韧性稳产设计育种领域取得的重大突破，由中国科学院遗传与发育生物学研究所(遗传发育所)、种子创新全国重点实验室许操研究员带领的智能育种攻关团队与合作者共同完成，相关研究论文北京时间3日夜间在国际学术期刊《自然》上线发表。
许操表示，本次研究发现首个作物生育期低温感知的小肽信号，破解了作物生育期冷害韧性减损的“杀手锏”机制，为应对气候变化造成的农业灾害、保障粮食安全提供新的基础理论指导和育种改良基因资源。
论文审稿人评价称其为“一项令人振奋的创新性突破”，该研究贯通了实验室的分子机制解析到田间的作物改良应用，既为应对气候变化下的粮食安全和气候韧性农业提供了有效方案，也为拓展作物种植区域，开发新粮仓提供新的理论依据和育种新路径。
《自然》同期发表的研究简报和国际同行专家评论认为，该项基础研究的原创发现和育种利用，是在全球气候变化加剧的重重挑战下，护航世界粮食安全的突破性进展，将引领作物育种基础理论创新和育种技术应用。
论文第一作者、中国科学院遗传发育所博士后陈树栋说，本项研究建立一套高效取样分析方法，综合运用传感技术、多维组学、基因编辑和人工智能等技术手段，前后经过8年终于找到在基因组中被长期忽视的小肽基因。
通过作物改良和多年多点多品种测产表明，激活“侠义”小肽基因的表达，在番茄中可挽回33.9%-52.2%的低温冷害引起的产量损失；上调水稻中同源基因的表达可增强花粉低温韧性，当前主栽高产商业化水稻品种可挽回18%左右的低温冷害引起的产量损失。目前，研究团队正在拓展应用于大豆、玉米等作物的冷害减损改良。(完)
