破譯水稻耐熱密碼 “川種”的力量將不斷展現
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9月10日,四川農業大學水稻研究所實驗室內,科研人員圍繞水稻耐高溫等核心性狀開展技術攻關。激光共聚焦顯微鏡下,熒光標記蛋白在水稻細胞內的位置與分布清晰顯現。這場微觀層面的探索,直指農業生產中的現實難題:極端高溫環境下如何實現穩產,優質稻米如何提升附加值,制種與種植環節如何降低生產成本。
該設備依托激光逐點掃描與熒光成像技術,突破傳統光學顯微鏡的觀測局限,可在不破壞試驗樣本的前提下,對水稻根、莖、葉、穗、花粉及原生質體完成高精度二維切片與三維結構重構。科研人員借助這一設備觀測熒光標記蛋白,結合自由流電泳、脂質組分分析等技術手段解析蛋白功能,為破解水稻耐高溫分子機制提供核心數據支撐。
今年7月,川農大水稻研究所團隊在《自然》期刊發表最新研究成果,在國際上首次揭示水稻細胞膜應對高溫脅迫的快速自救機制。研究証實,OsALA5基因編碼的蛋白可在高溫環境下推動特定磷脂向細胞膜內層轉運,數分鐘內完成膜脂分布調節,抑制細胞膜過度流動,從而減輕高溫對水稻細胞的損傷。
近年來,全球極端高溫天氣頻發,高溫脅迫常態化已成為制約水稻等主糧作物穩產、威脅區域糧食安全的關鍵因素。團隊進一步挖掘OsALA5基因的優良變異位點,在成都、重慶、長沙開展多年多點田間試驗,系統驗証該基因提升水稻結實率、穩定產量的實際效果。8月1日,川農大水稻研究所與多家種業龍頭企業簽署合作協議,推動OsALA5基因資源落地育種一線,力求將耐熱基因優勢轉化為品種生產優勢,為高溫年份的糧食穩產筑牢技術底氣。
水稻育種既要兼顧高產穩產目標,也要同步匹配品質優化、食品安全、加工利用等多元產業需求。川農大聯合宜賓市農科院、種業企業選育的“宜香優2115”,累計推廣面積超3000萬畝,惠及農戶超800萬人次。團隊選育的“榮勝優520”,已納入綿竹、什邡等地耕地安全利用項目種子採購清單,為降低稻米鎘積累風險提供了優質品種選擇。
該所功能稻團隊選育的“蜀香優668”“天府胭脂”等品種,已應用於川渝地區穩糖特色食品加工﹔“川農牛紅香糯”則服務於米酒、清酒、傳統桃片糕等特色食品生產,既豐富了特色農產品的原料選擇,也拓寬了稻米全產業鏈的價值空間。良種還需配套良法,圍繞制種、種植全流程,團隊持續推進良種良法一體化攻關。在邛崍,團隊將父母本機械插秧、無人機輔助授粉、機械化收獲等技術集成應用於雜交水稻制種環節,並持續開展技術中試熟化與智能化種植示范。近年來,眉山機插水稻超高產綠色栽培示范田平均畝產達887公斤,最高畝產突破900公斤,刷新四川機插稻畝產紀錄。9月13日,2026年度水稻實收測產工作正在當地有序推進。經過幾代科研工作者接續攻關,該科研單位育成的水稻品種累計推廣面積已超6億畝。
川農大水稻研究所所長欽鵬表示,立足保障糧食安全、服務“天府糧倉”建設,下一步研究所將持續深耕應用基礎研究、新品種培育、稻米品質提升、智慧栽培等核心方向,探索大數據、人工智能、合成生物學、基因編輯等前沿技術的落地應用路徑,延伸水稻全產業鏈條,推動科技創新與產業創新深度融合。
從顯微鏡的微觀世界到萬畝良田,“川種”蘊藏的力量,終將化作稻浪翻滾間的豐收密碼。對四川高產優質雜交水稻的微觀求索,正在希望的田野上書寫嶄新答卷。
(四川日報全媒體記者 趙增興 韋維)
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