我国科学家发现作物花期冷害开关 登《自然》

对农民来说，最怕的就是“倒春寒”“早霜冻”“寒露风”这类不期而至的冷害。正值小麦挑旗、水稻孕穗的关键节骨眼，一场突如其来的降温，就能让花粉败育，收成全泡汤。这个难题，在全球农业史上都悬而未决。更要命的是，随着全球气候变化，环流异常引发的剧烈温度波动和不可预测的冷害正变得越来越频繁。有没有办法让作物自己学会“抗寒”，在关键时刻能从容应对？

6月3日深夜，中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员团队，在《自然》杂志上发表了一项历时8年的重磅成果。他们找到了作物在花期应对突发冷害的“杀手锏”，让“顺境高产、逆境稳产”这个理想，终于照进了现实。这份成果，也为全球在气候变化背景下筑牢粮食安全防线，提供了一个颇具碘伏性的“中国方案”。

破解“高产耐冷不可兼得”困局

作物为什么这么怕花期低温？研究团队解释道，花朵内部有一个名为“绒毡层”的“后勤组织”。它的职责是在花粉发育的关键时刻，通过程序性死亡来释放全部营养，为花粉“保驾护航”。但低温一来，这个进程就被打乱了，绒毡层“赖着不死”，花粉的“粮草供应”被切断，结果就是败育。

全球主粮作物因突然降温导致的大面积受精障碍和结实率下降，平均减产幅度在20%到60%之间。每年因此给全球农业造成的直接经济损失，高达数十亿美元。

过去，科学家找到的抗冷基因，大多是让作物“时刻处于备战状态”。虽然能抗寒，但在温暖季节里空耗能量，反而导致减产。这就好比一直穿着厚重棉袄干活的人，虽然不怕冷，但行动迟缓，产量自然上不去。

那么，有没有办法找到能“听令而动”的“特种兵”？许操团队转换了思路。他们利用先进的传感技术、基因编辑和人工智能等手段，在真实的农田环境里，从基因组中被长期忽视的“隐秘角落”，找到了一个名为RGF的小肽基因。

这个基因很特别，它编码的短肽只有13个氨基酸，堪称基因里的“小不点”。因为太小，它长期被科学家认为“可有可无”。但研究结果让人大吃一惊：在温暖天气里，它几乎完全不表达，不影响作物生长，确保了高产；可一旦低温来袭，在花粉发育最敏感的四分体时期，它便会在花药中“瞬间激活”，挺身而出。

“这个小肽就像一个精准的温度开关。”许操解释，它指挥着细胞表面的受体和离子通道，引发钙信号，精确调控绒毡层按时降解，保证花粉在寒潮中依然能健康发育。这种“平时深藏不露，冷害挺身而出”的智能模式，完美避开了“高产”与“耐冷”之间的矛盾。

为全球粮食安全提供“中国方案”

基础理论的突破，很快带来了显著的增产效益。在冬季低温大棚的实测中，普通的番茄坐果率只有28.7%，而经过RGF基因改良的番茄，在不增加任何额外投入的情况下，坐果率稳在51%，挽回了超过50%的产量损失。

更令人振奋的是，这一机制在作物中高度保守。从番茄到水稻，再到玉米、大豆，这套“按需御寒”的本领普遍适用。在最新的大田试验中，将这一机制应用到我国主栽的高产优质水稻品种里，可挽回约18%的冷害产量损失。

《自然》杂志同期配发评论，将RGF小肽称为“隐藏的英雄”。审稿人盛赞，这项研究是在全球气候变化加剧的重重挑战下，为世界粮食安全保驾护航的重大突破。

许操表示，这项研究的最大意义，在于它推动作物育种从过去追求“持续抗性”向“气候韧性”的范式转变。有研究指出，气候变暖将推动小麦等作物的适宜种植区向高纬度地区显著扩张。在全球气温升高2℃的情景下，全球适宜种植小麦的总面积可净扩张约15%。这项突破不仅为应对“倒春寒”“寒露风”等灾害提供了基因“武器库”，更为未来利用气候变暖、拓展高纬度新粮仓，开辟了全新路径。

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