8月17日，國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）子刊發(fā)表的一篇論文顯示，中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新的植物抗高溫基因。但有違“常理”的是，該基因除了能使作物抗高溫，還能使其增產(chǎn)。這一研究論文的研究時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年。

17日晚，標(biāo)題為《在水稻、番茄中過(guò)表達(dá)類激酶受體基因ERECTA會(huì)提高其抗熱性》的論文，在線發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然·生物技術(shù)》（Nature Biotechnology）上。

該論文顯示，當(dāng)高表達(dá)ERECTA基因（簡(jiǎn)稱“ER基因”）時(shí)，水稻、番茄對(duì)高溫抗性明顯增強(qiáng)。基因高表達(dá)指的是經(jīng)人為操控，該基因在細(xì)胞內(nèi)多次發(fā)揮作用，超過(guò)原有水平。

何祖華是中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所的研究員，他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)與其他合作者完成了這一研究。

18日上午，何祖華告訴澎湃新聞（www.thepaper.com），ER基因高表達(dá)后，植物細(xì)胞像是涂了“防曬霜”，高溫條件下，細(xì)胞的壽命延長(zhǎng)了。他們還發(fā)現(xiàn)，這些抗逆植物生物量增加，增產(chǎn)潛力提高，而這有違“抗逆植物往往矮小”的“常理”。

“抗逆和產(chǎn)量往往二者不可兼得”，何祖華介紹說(shuō)，過(guò)去，很多實(shí)驗(yàn)室的研究經(jīng)驗(yàn)表明，植物抗性能力的提高，往往以犧牲產(chǎn)量為代價(jià)，抗高溫能力是植物抗性的一種。

但令人驚喜的是，ER基因是個(gè)例外。它除了能增強(qiáng)植物的抗高溫能力，“高溫不死”，還增強(qiáng)了植物的生長(zhǎng)量和抗旱能力，正常氣溫下，不減產(chǎn)，高溫條件下，產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。

何祖華解釋說(shuō)，ER基因能促進(jìn)植物細(xì)胞數(shù)量增多，細(xì)胞體積增大。8月份，正是水稻的抽穗期，高溫天氣，會(huì)造成大幅減產(chǎn)。但ER基因高表達(dá)的植株，不但不減產(chǎn)，還會(huì)增產(chǎn)。

在夏季，研究人員在武漢、上海等多地實(shí)驗(yàn)，溫度高達(dá)40℃，普通番茄已經(jīng)枯萎，但高表達(dá)ER基因的植株依然生命力頑強(qiáng)。

論文顯示，“高溫不死”的原因是，ER基因表達(dá)成的蛋白，能夠使植物細(xì)胞即使在高溫條件下也繼續(xù)保持完整，存活率提高，但為什么能達(dá)到這一效果，機(jī)制尚不清楚。

此外，何祖華介紹說(shuō)，實(shí)際上十幾年前，ER基因已經(jīng)被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，但一直不清楚它在植物逆境反應(yīng)中的確切功能。他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，在研究不同生態(tài)類型的擬南芥時(shí)，發(fā)現(xiàn)了ER基因與植物抗高溫能力的關(guān)系。

隨后，研究人員以番茄和水稻為研究材料，在其中高表達(dá)擬南芥的ER基因，他們發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)材料抗高溫的能力顯著提高了。“花了三年的時(shí)間, 我們?cè)趪?guó)際上率先完成了這一實(shí)驗(yàn)，而這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也說(shuō)服了國(guó)際審稿人，論文才得以發(fā)表?！焙巫嫒A說(shuō)。

目前，已有研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)這一研究成果，開始在玉米、蔬菜等中尋找高表達(dá)ER基因的植株，以培育抗高溫能力強(qiáng)的作物新品種。

但何祖華強(qiáng)調(diào)，除了ER基因，植物還有其他的抗高溫基因，它們可能共同起作用。未來(lái)，研究人員希望找到天然高表達(dá)ER基因的植株，進(jìn)行品種選育和研究。