中国科学院分子植物科学卓越研究中心林宏轩课题组与上海交通大学林友顺课题组联合在国际顶级学术期刊《科学》发表研究论文，首次揭示 一个控制水稻数量性状的基因位点(TT3)存在一个由两个拮抗基因(TT3.1和TT3.2)组成的遗传模块调节水稻抗高温的新机制和叶绿体蛋白降解的新机制， 并发现了第一个潜在的作物高温传感器。
也就是说，中国研究团队在水稻中发现了一种抗高温基因，这项研究对未来全球变暖下水稻产量的提高具有积极作用。
高温增产技术有多重要?
世界上有 35 亿人以大米为主食。 加之气候变暖、地缘政治格局变化等因素，近年来粮食安全备受关注。 在这种情况下，解决办法当然是增加粮食产量。 但如何在全球变暖的情况下提高水稻产量是一个问题。
政府间气候变化专门委员会(IPCC)多位专家预测，全球平均气温每升高 1°C，将导致主要粮食作物减产 19.7%，其中减产 6.0% 在小麦产量方面，水稻产量下降 3.2%，玉米产量下降 3.2%。 产量下降 7.4%，大豆产量下降 3.1%。 有研究预测，到2040年，平均气温将升高1.5-2.0℃，这将使全球粮食产量减少30%-40%。 同时，随着全球人口的不断增加，对粮食的需求也将成倍增加，对所有人来说都是一个巨大的挑战。
目前，气候变暖已成为不可阻挡的趋势。 在这种情况下，要增加粮食产量，当然要向科学请教。 寻找能够在高温下提高粮食产量的技术和措施显然具有特别重要的现实意义。
由此看来，上述研究人员发现了一种耐高温、提高水稻产量的基因，这无疑将为现在水稻等粮食作物的增产打下坚实的基础。 在将来。
“高温水稻增产”不局限于理论
事实上，这样的研究早已不局限于概念和理论。 研究小组发现，来自非洲栽培稻的TT3基因座(CG14)比来自亚洲栽培稻的TT3基因座(WYJ)具有更强的耐高温性。 同时发现了TT3基因有两个基因TT3.1和TT3.2拮抗和调节水稻的耐高温性。
为了解TT3的生产和应用价值，课题组通过多代杂交回交方法，将非洲栽培稻抗高温能力强的TT3基因位点引入亚洲栽培稻，培育出 耐热水稻新品系NIL-TT3CG14。
在抽穗和灌浆期高温处理条件下，NIL-TT3CG14的增产效果是对照系NIL-TT3WYJ的1倍左右，高温下地块增产 场内应力达到 20% 左右。 TT3.1和TT3.2的耐高温效果也通过转基因方法得到验证。 在高温胁迫下，TT3.1的过表达或TT3.2的敲除也可以带来2.5倍的增产。
这意味着克隆和转移TT3基因是提高水稻高温产量的重要技术。 如果这项技术能够在未来推广，就像杂交水稻一样，面对全球变暖，提高水稻产量可能会成为现实，而不是理论。 而且，这项技术经过了一系列的验证。
从进化论的角度来看，作物也需要适应环境中的高温或严寒，从而进化出不同的应对机制来适应环境。 例如，水稻在应对高温时，一方面可以主动应对，提高其对高温逆境的适应能力，及时清除高温下积累的有毒蛋白质和活性氧，减少对水稻的危害。 高温引起的农作物。 另一方面，也可以采用被动的方法应对高温，如使自己不敏感，减少热反应消耗，维持正常的生理活动，在热应激结束后能够迅速恢复和重建，从而达到 提高热应激下的生存能力。
所有这些应对策略都铭刻在农作物的基因中。 我国同一研究团队于2015年成功定位并克隆了水稻第一个耐热QTL位点TT1基因，随后成功分离克隆了水稻耐热QTL位点TT2基因。 将TT2基因转入新品种华精籼74。与原华精籼相比，苗期成活率显着提高8-10倍，成熟期耐热性和产量也有所提高 . 高温胁迫下单株增产54.7%，结实率提高82.1%。
从 TT1 到 TT2 到现在的 TT3，研究人员越来越多的耐热QTL/基因在小麦、玉米等作物中被发现、分离和克隆。 同时也被证明，这些基因可以通过主动响应来提高作物的耐热性，以适应高温逆境，从而提高产量，减少对自身的伤害。 因此，这种抗高温基因的发现也可以增加其他作物的产量。
此外，通过分子生物技术，将新的耐高温基因TT3.1/TT3.2应用于水稻、小麦、玉米、大豆和蔬菜等农作物，可以培育出新品种。 这不仅将提高这些作物的耐热性，增加并保持其在极端高温下的产量稳定性，而且还将为世界提供更好的未来粮食安全机会，以应对全球变暖和其他更高水平的条件。
水稻耐热基因的发现和利用是当前和未来环境下获取粮食安全的核心解决方案。 这既是实地写论文的一种表现，也是科学研究应该解决社会迫切需求的一种回应。 正是由于无数这样的科学研究，人类才能拥有更美好的未来。