全球气候变暖给人类的粮食安全带来严峻挑战，迫切需要挖掘作物中的耐热基因，解析耐热机制，培育 适应高温气候的新品种。 第二重是细胞核内的"环核苷酸密码"。作为信使的"磷脂酸（PA）"进入细胞内部后，精准传递高温信 号，激活"中层指挥官"磷酸二酯酶（MdPDE1），并协助其进入"核心司令部"细胞核。MdPDE1通过降 解另一种信使分子环核苷酸（cAMP），促使细胞合成各种"耐热武器"，从常态转入高温应急状态，抵 御高温胁迫，产生耐热表型。 记者从中国科学院分子植物科学卓越创新中心获悉，该中心林鸿宣院士团队与上海交通大学林尤舜研究 员团队、广州国家实验室李亦学研究员团队合作，经过多年努力，成功破译水稻感知并响应高温的"双 重密码"，通过遗传改良培育出具有"梯度耐热性"水稻新株系。12月3日，相关研究论文在国际权威学术 期刊《细胞》（Cell）发表。 11月28日，林鸿宣院士介绍最新科研成果。新华社记者张建松 摄 据林鸿宣介绍，第一重是细胞膜上的"脂质密码"。当高温来袭，抵达植物细胞"边境的城墙"细胞膜时， 膜上"哨兵"二酰甘油激酶（DGK7）首先被激活，解码并启动第一重信号响应，大量生成名为"磷脂酸 （PA）"的脂 ...

研究成果核心突破 - 破解水稻感知并响应高温的"双重密码"机制，揭示植物中循序激活、协同串联的热信号感知机制 [1] - 通过对该机制的遗传改良，成功培育出具有梯度耐热性的水稻新株系 [1] - 该成果为应对全球变暖导致的粮食减产提供新的解决方案，助力作物耐高温分子育种 [1] 高温胁迫对农业的影响 - 全球气候变暖导致的持续高温正威胁全球粮食安全根基 [1] - 高温会损害作物花粉活力、阻碍授粉和灌浆过程，明显降低产量和品质，直接削弱主粮产区生产潜能 [1] 耐热机制的科学解析 - 鉴定出水稻中两个关键调控因子：细胞膜上的DGK7（二酰甘油激酶）和细胞核内的MdPDE1（磷酸二酯酶） [1] - 第一重"脂质密码"：高温激活细胞膜上DGK7，生成"脂质信使"磷脂酸，实现信号首次转换与放大 [2] - 第二重"环核苷酸密码"：磷脂酸激活MdPDE1进入细胞核，通过降解cAMP维持耐热基因表达，合成热激蛋白等"耐热武器" [2] 遗传改良与田间试验成果 - 基于DGK7和MdPDE1开展遗传设计，培育出梯度耐热性水稻新株系 [2] - 单基因改良水稻株系在模拟高温田间试验中比对照株系增产50%至60% [2] - TT2协同DGK7的双基因改良株系比对照株系产量提升约一倍，米质更好，且不影响正常条件下产量 [2] 应用前景与行业意义 - 该研究使科学家能像调节音量一样精准设计具有梯度耐热性的品种，以适应不同地区气候需求 [3] - 为水稻、小麦、玉米等主粮作物的耐热育种改良提供理论依据和基因资源 [3] - 在全球变暖背景下，为保障粮食安全开辟新路径 [3]