农民最怕“倒春寒”“早霜冻”“寒露风”的突袭，一场降温在小麦挑旗、水稻稻孕穗的关键时节到来，有可能导致花粉败育、颗粒无收。这是全球农业面临的古老而棘手的难题。然而，全球气候变化引发的环流异常，所造成的剧烈温度波动与不可预测的冷害日益频发。如何让作物能自如应对突发冷害？
6月3日深夜，中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员团队在国际顶级期刊《自然》杂志上发表了一项重量级成果，他们历时8年找到了作物在花期应对突发冷害的“杀手锏”，让作物“顺境高产、逆境稳产”从理想变为现实，为全球在气候变化背景下筑牢粮食安全防线，提供了颇具颠覆性的“中国方案”。
破解“高产耐冷不可兼得”困局
作物为何如此惧怕花期低温？研究团队解释，植物花朵内部有一个名为“绒毡层”的“后勤组织”，它负责在花粉发育的关键时刻，通过程序性死亡来释放全部营养，为花粉“保驾护航”。然而，低温会打乱这一进程，导致绒毡层“赖着不死”，从而切断花粉的“粮草供应”，造成败育。
全球主粮作物因突然降温而造成的大面积受精障碍与结实率下降，平均减产幅度在20%至60%之间，每年给全球农业生产造成的直接经济损失高达数十亿美元。
过去，科学家筛选到的抗冷基因，大多是让作物“时刻处于备战状态”，虽能抗寒，却会在温暖季节空耗能量，导致减产。这就像一个一直穿着厚重棉袄干活的人，虽然不怕冷，但行动迟缓，产量自然提不上去。
于是，许操团队转换思路，致力于挖掘那些能“听令而动”的“特种兵”。他们利用先进的传感技术、基因编辑和人工智能等手段，在真实的农田环境里，从基因组中被长期忽视的“隐秘角落”，找到了一个名为RGF的小肽基因。
这个基因编码仅由13个氨基酸组成的短肽，堪称基因里的“小不点”，也因此长期被认为“可有可无”。但研究发现了它的惊人之处：在温暖天气里，它几乎完全不表达，不影响作物生长，确保高产；可一旦低温来袭，在花粉发育最敏感的四分体时期，它便在花药中“瞬间激活”，挺身而出。
“这个小肽就像一个精准的温度开关。”许操解释，它指挥着细胞表面的受体和离子通道，引发钙信号，精确调控绒毡层按时降解，保证了花粉在寒潮中依然能够健康发育——这种“平时深藏不露，冷害挺身而出”的智能模式，完美避开了“高产”与“耐冷”之间的矛盾。
为全球粮食安全提供“中国方案”
这一基础理论的突破迅速带来了显著的增产效益。在冬季低温大棚的实测中，普通的番茄坐果率只有28.7%，而经过RGF基因改良的番茄，在不增加任何额外投入的情况下，坐果率稳在51%，挽回了超过50%的产量损失。
更令人振奋的是，这一机制在作物中高度保守，从番茄到水稻，再到玉米、大豆，这套“按需御寒”本领普遍适用。在最新的大田试验中，将这一机制应用到我国主栽的高产优质水稻品种里，可挽回约18%的冷害产量损失。
《自然》杂志同期配发评论，将RGF小肽称为“隐藏的英雄”，审稿人更是盛赞这项研究是在全球气候变化加剧的重重挑战下，为世界粮食安全保驾护航的重大突破。
许操表示，这项研究的最大意义在于，它推动作物育种从过去追求“持续抗性”向“气候韧性”的范式转变。有研究指出，气候变暖将推动小麦等作物的适宜种植区向高纬度地区显著扩张，在全球气温升高2℃的情景下，全球适宜种植小麦的总面积可净扩张约15%——这项突破不仅为应对“倒春寒”“寒露风”等灾害提供了基因“武器库”，更为未来利用气候变暖、拓展高纬度新粮仓开辟了全新路径。
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