中国科学院团队在Cell发表新研究：10bp基因编辑提升番茄水稻产量和抗高温能力

  在全球气候平均状态随时间的变化和日益严峻的农业形势下，作物的高产稳产已成为科学界的热点研究方向。近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所的团队发布了一项重要的研究成果，令人振奋。该研究于2024年12月14日在国际顶尖学术杂志Cell上发表，题为《通过原位编辑源-库关系提高番茄和水稻抗热胁迫能力》。这项研究不仅为我们应对高温逆境提供了新思路，同时在作物育种改革上将产生深远的影响。

  这项研究的核心在于一个名为CROCS（环境响应碳分配优化）的新策略，旨在解决农业生产中因高温引起的作物减产问题。许操研究员的团队通过基因组编辑技术，尤其是对植物内源细胞壁蔗糖转化酶CWIN基因进行精准调控，成功提升了番茄和水稻的产量及其在极端高温下的抗逆能力，标志着高产、稳产作物设计的一个重大突破。

  在这项研究中，科学家们深入探索了高温对番茄产量和品质的影响。他们发现，高温会抑制光合产物从源器官（如叶片）向库器官（例如果实）的运输，导致番茄落花和落果现象的发生。未解决这一问题，他们提出了一种全新的通过敲入10bp热响应元件的方法，改变了碳同化物在植物体内的分配机制。这在某种程度上预示着，番茄在面对高温时，能够最终靠“感应”环境变化来优化自身的养分分配，降低因气温变化而造成的损失。

  据实验数据表明，这项技术不仅在正常生长条件下使番茄的产量提升了14-47%，在高温逆境下，增加了26-33%的产量，成功弥补了56.4%至100%的减产损失。此外，经过多点水稻单产测试显示，这一方法使水稻产量提高了7-13%。

  这种创新的环境智能型育种策略，显示了科学家们在解决实际农业问题上的敏锐洞察能力和深厚学术积累。许操团队通过基因编辑技术的突破，成功将作物自身的抗逆性与高效的养分分配相结合，开辟了“顺境增产，逆境稳产”的新局面。

  值得一提的是，这项研究背后，离不开多方的支持与指导，包括李家洋院士、黄学辉教授以及何祖华院士等专家的帮助。这样的团队合作不仅提升了研究的深度和广度，也为未来更大规模的农业转型奠定了基础。

  有了如此强大的技术支撑，番茄和水稻作为我们日常饮食中不可或缺的作物，其高产稳产的前景让人充满期待。这不仅关乎到食物安全，更是保障了广大农民的生计和农业可持续发展的希望。更重要的是，通过CROCS这一环境智能育种策略，我们大家可以为全球面临的气候平均状态随时间的变化挑战提供有效解答，助力农业科学技术进步与发展。

  科学家们的努力正在逐渐改变农田的未来，也为农民带来更大的收成。我们期待着这一研究带来的更多实际应用，推动农作物育种技术不断迈向新的高峰。返回搜狐，查看更加多