Cell | QT12基因的开关系统助力水稻在高温环境中实现优质高产

　　近日，华中农业大学李一博教授团队在Cell发表了题为“A natural gene on-off system confers field thermotolerance for grain quality and yield in rice”研究论文，揭示了水稻应对高温胁迫的分子机制（2025年4月30日在线发表，doi: 10.1016/j.cell.2025.04.011）

　　摘要： 随着全球气候持续变暖，水稻等主粮作物在高温环境中面临产量下降与品质劣变的双重挑战。如何在高温环境下同时兼顾优质与高产，成为当前水稻育种的核心难题。近日，华中农业大学李一博教授团队在Cell发表了题为“A natural gene on-off system confers field thermotolerance for grain quality and yield in rice”研究论文，揭示了水稻应对高温胁迫的分子机制（2025年4月30日在线发表，doi: 10.1016/j.cell.2025.04.011）。研究团队构建了水稻大田高温筛选体系，并从耐热种质中克隆到主效基因QT12。研究发现，QT12基因启动子中存在一个关键的G/A自然变异，该变异影响其与NF-Ys转录因子复合体的结合能力，进而调控水稻对高温环境的响应。高温信号会削弱NF-Ys复合体亚基之间的互作，使NF-YA8得以释放并结合到QT12启动子中的G型变异位点，从而激活QT12表达，诱导内质网UPR反应，抑制储藏蛋白合成、促进淀粉合成，打破碳氮平衡，最终导致稻米品质下降。而当该位点为A型时，无法被NF-YA8识别，QT12表达保持较低水平，从而“锁住”响应开关，维持储藏物质稳态，实现对高温的有效抵御。大规模田间试验表明，低表达QT12在高温条件下表现出优异的抗性和稳定的增产性，稻米的外观与食味品质亦显著提升。该研究突破了“逆境下优质与高产难兼得”的长期技术瓶颈，为水稻品种改良和高温适应性育种提供了关键资源与策略，具有广阔的推广应用前景。