培育植物的人工气候室 新民晚报记者 李永生摄（下同）
绿意盎然的人工气候室内，不同品类的水稻、玉米长势喜人，精准调控的温度、光照模拟各类作物的生长环境；实验室里，科研人员专注操作精密仪器，解码植物生长发育的内在奥秘……
昨天上午，新民晚报记者跟随2026年“活力中国调研行”采访团走进中国科学院分子植物科学卓越创新中心（以下简称分子植物卓越中心），看一线科研工作者如何巧施“魔法”，攻克农业育种、生态安全等领域关键难题。
破译水稻“耐热”密码
水稻是我国主要粮食作物之一，但随着全球气候变暖、极端高温频发，水稻在新环境下能否保持稳产，正面临挑战。“我们早在20年前就预判到高温气候对粮食生产的威胁，因此提前布局，对水稻耐热基因展开研究。”中国科学院院士、分子植物卓越中心研究员林鸿宣坦言，高温会损害作物花粉活力、阻碍授粉与灌浆过程，明显降低产量和品质，“作为一名农业科研工作者，就是要想方设法提高作物的耐热性，确保高产、稳产。”
林鸿宣院士讲解水稻耐热原理
经过长期攻关，林鸿宣院士团队首先从生长于热带的非洲稻中成功锁定并克隆出TT1、TT3、TT4等关键耐热基因，随后又联合上海交大等专家团队，挖掘出DGK7（二酰甘油激酶）和MdPDE1（磷酸二酯酶）两大关键调控因子，进而破译了水稻感知并响应高温的“双重解码”机制。
揭开了耐热的谜底，也为后续育种提供了方向。田间高温环境下试验数据显示：单基因改良的水稻株系比对照株系增产50%—60%；而TT2协同DGK7的双基因改良株系比对照株系产量提升约一倍，且大米的“颜值”和口感更胜一筹。研究团队还发现，这套耐热机制在小麦、玉米等主粮作物中也同样适用，因此未来有望借此提升更多作物的耐热本领。
解锁棉花生存智慧
植物看似静默生长，实则暗藏精妙的生存智慧。科研团队就深入揭秘了棉花面对虫害的“作战兵法”：在棉花中，科研人员发现了一对精妙的“油门”蛋白（GoPGF与JAVL），能根据外界环境动态控制棉花腺体的大小和天然杀虫剂“棉酚”的产量。更有趣的是，团队还发现了植物界的“借刀杀人”计谋——绿盲蝽在取食时，会偷偷向植物注入一种特效蛋白（ASP1），激活植物的防御反应，借此毒杀它的竞争对手棉铃虫，而自己却安然无恙。此外，团队还发现植物中一种被称为“引导蛋白”的物质，能像交通警察一样，将代谢流从合成棉酚重定向到更高效的杀菌杀虫物质上，颠覆了该蛋白无催化活性的传统认知。
科研人员在查看棉花长势
“这些发现不仅让人惊叹于自然界的神奇，更为作物抗病虫育种提供了宝贵策略。”研究人员介绍，通过基因编辑技术，精准敲除控制有毒棉酚合成的基因，就能创制出棉籽低毒但抗虫性正常的棉花新种质。这意味着，未来数以千万吨计的棉籽能变身为高蛋白粮食和饲料，不仅保护了生态环境，更对保障国家粮食安全具有重大意义。
加快建设创新高地
“各项突破性成果持续迸发，离不开完善的科研生态与人才培养体系。”分子植物卓越中心党委书记、副主任张余介绍说，中心自成立以来，坚持以“抢占植物科学制高点”为使命，充分发挥植物、昆虫和合成生物学“三位一体”的多学科优势，在植物遗传、代谢、发育、生理及其与环境互作等前沿领域开展系统研究，取得了一系列国际领先的原创成果。
在人才建设上，分子植物卓越中心现有7名中国科学院院士、5名发展中国家院士、1名英国皇家学会外籍院士以及多名中青年领军人才，形成了良好的人才梯队，坚持长周期评估、促进交叉合作等制度举措也为青年科学家的成长成才提供了丰厚的创新沃土。
张余表示，未来分子植物卓越中心将锚定科技强国建设目标，围绕农业可持续发展与生态环境安全等重大战略需求，持续加大前瞻性、战略性基础研究与应用转化，不断突破植物科学领域关键核心技术，努力建成国际一流的现代植物科学研究中心。
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