國際頂級科學期刊《細胞》近日刊登了一項來自中國的農業科研突破——我國科研團隊成功破解水稻應對高溫的“雙重防御機制”，并培育出耐熱性顯著提升的水稻新品種。這一發現為全球糧食安全應對氣候變暖提供了關鍵技術支撐，標志著我國在作物抗逆分子育種領域邁入世界前列。
持續升高的全球氣溫正對農業生產構成嚴峻挑戰。高溫環境會破壞作物生殖細胞活性，干擾授粉與灌漿過程，導致水稻、小麥等主糧減產達30%以上。傳統育種手段難以突破物種遺傳限制，科學家們迫切需要揭示植物感知高溫的分子通路，從而開發精準的基因編輯技術。這項研究正是針對這一難題展開的協同攻關。
研究團隊通過多組學聯合分析，在水稻基因組中定位到兩個核心調控因子：位于細胞膜的DGK7蛋白與細胞核內的MdPDE1酶。這兩個蛋白構成精密的“溫度感知-響應”系統，將物理高溫信號轉化為細胞可識別的生物指令。當環境溫度超過32℃時，DGK7首先被激活，通過催化磷脂分子重構生成大量磷脂酸信使，完成信號的第一級放大。這些化學信使穿越細胞質，精準激活MdPDE1酶活性，促使該酶進入細胞核降解環核苷酸分子，最終啟動熱激蛋白等耐熱因子的表達。
實驗數據顯示，經過基因優化的水稻品種展現出驚人的抗逆能力。在模擬持續40℃高溫的田間試驗中，單基因改良株系產量較常規品種提升50%-60%，雙基因協同改良品種產量更是實現翻倍增長。更令人驚喜的是，這些耐熱品種在正常溫度下生長特性完全不受影響，且稻米品質指標如直鏈淀粉含量、蛋白質含量等均有優化。
該機制的發現顛覆了傳統認知。此前學界普遍認為植物僅通過單一通道感知溫度變化，而新研究證實存在細胞膜-細胞核的雙重信號通路。這種分級響應機制既能快速啟動應急保護，又能持續維持代謝穩態，為作物適應極端氣候提供了雙重保障。研究團隊通過基因編輯技術精準調控這兩個靶點，成功創造出耐熱性呈梯度分布的水稻品系，可滿足不同熱區的種植需求。
