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【科学家为庄稼装上“抗冷保险”?】冷害,是农业生产的“隐形杀手”。联合国粮农组织

【科学家为庄稼装上“抗冷保险”?】冷害,是农业生产的“隐形杀手”。联合国粮农组织数据显示,短短几天的低温,就能让水稻、小麦、番茄等作物花粉败育、无法结实,全球主粮平均减产20%至60%。

中国科学院遗传与发育生物学研究所历时八年,在国际上首次发现作物生育期冷害感知小肽信号,找到植物抵御花期低温的“杀手锏”,为庄稼装上“抗冷保险”。

为什么作物开花时特别怕冷?团队研究发现,花粉发育高度依赖花药里一层叫“绒毡层”的细胞,只有它按时“退场”(程序性死亡)才能给花粉供足养分,建好外壁。低温一来,绒毡层“赖着不走”,营养断供、花粉畸形,最终导致作物“花而不实”。

如何让绒毡层在低温下也能准时离开?团队在真实农田环境里找到一个关键基因——RGF小肽基因。它平时几乎“静音”,不消耗作物能量,不影响正常产量。一旦遭遇低温,它便会立刻发出信号,被其受体捕获后,打开钙通道,触发钙信号,精准指挥绒毡层按时降解,保住花粉正常发育,实现“冷来应战,常温高产”。

在我国,突如其来的“倒春寒”、“寒露风”,常常让正在开花授粉的庄稼大幅减产,甚至颗粒无收。东北水稻遇夏季低温后空籽率飙升,南方晚稻遭寒露风影响减产显著,北方果树花期遇冷损失惨重。

于是,科研人员开展了大田与大棚试验。结果出乎我们意料:在低温大棚里,改良番茄坐果率从28.7%提升至51%;改良水稻在低温下结实率提升10%至25%,最高能挽回近两成冷害损失,且正常年份产量不受影响。这一机制有望推广到玉米、小麦等主粮作物,实现跨作物“通用抗冷”。(新华社)中国科普博览