2026年10月25日上午,中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣院士应邀到访中国海洋大学海洋生物多样性与进化研究所,并以“水稻耐热耐碱分子遗传调控机制”为题作了精彩报告。进化所所长宋微波院士主持报告会,现场师生踊跃参与,交流氛围浓厚。
随着全球气候变化加剧,极端高温天气频发,水稻作为主要粮食作物,其稳产高产面临严峻挑战。基于这一重大科学问题,林院士首先系统介绍了其团队在水稻耐热信号转导机制方面的突破性发现。团队通过转录组与脂质代谢组协同分析,鉴定到快速响应高温的二酰甘油激酶DGK7。DGK7在高温胁迫下被特异性激活,催化生成第二信使分子磷脂酸PA。进一步研究发现,具有PA结合域和磷酸二酯酶催化域的双功能蛋白MdPDE1能够感知PA浓度变化,与PA结合后被激活并转移到细胞核中,通过水解环磷酸腺苷cAMP降低核内cAMP水平,完成从脂质信号到cAMP信号的传导过程。该机制的阐明为理解植物高温响应提供了新视角,基于此开发的定向遗传改良技术在模拟高温的田间试验中已取得显著成效。
随后,林院士深入介绍了在赤霉素调控水稻耐盐碱机制方面的创新性发现。团队鉴定到水稻碱-热抗性基因ATT1/2,阐明了其调控耐盐碱、耐热的新机制。ATT1和ATT2编码赤霉素合成酶,通过控制赤霉素水平影响SLR1蛋白丰度,进而平衡活性氧ROS与H3K27me3修饰水平。高赤霉素导致ROS过量,高赤霉素则通过H3K27me3抑制耐碱热基因表达。当赤霉素被调控至中等水平时,半矮秆水稻可以在产量增高的同时表现出强碱-热胁迫抗性,实现“顺境高产、逆境稳产”。林院士特别指出,ATT2基因有望成为“后绿色革命”时代的重要基因资源,为应对全球气候变化引发的粮食安全问题提供了新策略。
报告结束后,与会师生围绕水稻抗逆分子机制及其在我国农业发展中的应用前景等问题与林院士展开热烈讨论。针对师生提出的专业问题,林院士均给予了深入浅出的解答。
林鸿宣,中国科学院院士,中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员。带领团队长期面向农业发展战略需求,在水稻重要复杂性状(产量、抗逆等)的基因挖掘及分子遗传机理研究领域,取得一系列创新性成果,推动相关领域的发展,为作物分子育种提供理论基础和基因资源。在Science、Nature、Cell、Nature Genetics等学术期刊上发表论文百余篇。曾获国家自然科学奖二等奖、上海市自然科学奖一等奖、何梁何利奖、谈家桢生命科学成就奖、中国生命科学十大进展等。



