我国攻克作物花期突受冷害难题
□新华社记者 胡喆
冷害,是农业生产的“隐形杀手”。联合国粮农组织数据显示,短短几天低温,就能让水稻、小麦、番茄等作物花粉败育、无法结实,全球主粮平均减产20%至60%。灌水、熏烟、覆盖等传统办法,见效慢、成本高,面对突发降温常常“防不胜防”。这一困扰全球农业的痛点难题,如今被我国科研人员成功破解。
中国科学院遗传与发育生物学研究所许操团队研究发现,花粉发育高度依赖花药里一层叫“绒毡层”的细胞,它像“营养食堂”,按时“退场”(程序性死亡)才能给花粉供足养分、建好外壁。低温一来,绒毡层“赖着不走”,营养断供、花粉畸形,最终导致作物“花而不实”。
如何让绒毡层在低温下也能准时“下班”?许操介绍,他们在真实农田环境里找到一个“深藏不露”的关键基因——RGF小肽基因。它平时几乎“静音”,不消耗作物能量,不影响正常产量;一旦遭遇低温,便立刻在花药里“紧急上岗”,像哨兵一样快速感知寒冷,启动防御。
这套“智能防御系统”工作原理清晰易懂:RGF小肽发出信号,被其受体捕获后,打开钙通道,触发钙信号,精准指挥绒毡层按时降解,保住花粉正常发育,实现“冷来应战,常温高产”。
在我国,突如其来的“倒春寒”“寒露风”,常常让正在开花授粉的庄稼大幅减产,甚至颗粒无收。东北水稻遇夏季低温后空籽率升高,南方晚稻遭寒露风影响减产显著,北方果树花期遇冷损失惨重。
我国科研人员开展的大田与大棚试验效果亮眼:在低温大棚里,改良番茄坐果率从28.7%提升至51%;改良水稻在低温下结实率提升10%至25%,最高能挽回近20%冷害损失,且正常年份产量不受影响。这一机制有望推广到玉米、小麦等主粮作物,实现跨作物“通用抗冷”。
未来,依托这一资源,可培育更耐低温的作物品种,既能减少灾害损失,还能为作物向高纬度拓展种植区创造条件,为我国乃至全球粮食稳产增产提供新的科技支撑。
