今天（30日）是大年初二，來自上海的科學家聯合團隊迎來了乙巳蛇年的“開門紅”！
北京時間今天凌晨，中國科學院分子植物科學卓越創新中心林鴻宣院士研究團隊與上海交通大學林尤舜研究團隊合作在國際頂級學術期刊《自然》（nature）上發表了在水稻耐鹽鹼和耐高溫研究領域取得的突破性成果，為應對全球氣候變暖引發的糧食安全問題提供了新策略。
這支“強強聯手”的申城科研團隊首次提出了一個概念：精準調控植物激素“赤霉素”到最佳中等水平，是“魚和熊掌兼得”——同時提高水稻鹼-熱抗性和產量的關鍵。研究人員還發現一個長期以來被忽視的、有潛力的“後綠色革命”基因“att2”，它可以微調赤霉素到最佳中等水平，從而有望進一步提高半矮稈綠色革命水稻品種的鹼-熱抗性和產量。
20世紀60年代開始，通過“綠色革命”基因（sd1、rht1）對穀類作物赤霉素（一種植物激素）濃度或信號的調控，實現了水稻和小麥的半矮化育種，賦予了它們抗倒伏性。在大量施用化肥下，穀物產量大幅提高，引發了農業“綠色革命”。過去幾十年里，半矮稈綠色革命品種在全球廣泛種植，一定程度上確保了糧食安全，然而它們的環境適應性相對較低。
由於溫室氣體排放，全球氣候變暖，加劇耕地鹽鹼化，導致作物大幅度減產量。因此，迫切需要挖掘作物中耐鹽鹼、耐熱基因，開發集強抗逆和高產於一體的新型綠色革命作物品種，以滿足在氣候變化的大環境下未來人口增長對糧食更大的需求，這對於保障我國糧食安全具有重要的意義。
研究團隊經過六年多的努力，成功分離克隆了水稻鹼-熱抗性基因att1、att2，闡明了它們調控耐鹽鹼、耐熱的新機制。
精確調控赤霉素水平同時提高籽粒產量和抗逆性的模型
“研究發現，在正常條件下，適當提高半矮稈綠色革命水稻品種的赤霉素含量到最佳中等水平，可以進一步提高產量。”林鴻宣院士解釋，“而在逆境脅迫條件下，水稻的內源活性赤霉素水平會降低，通過精準調控水稻品種的活性赤霉素水平到中等水平，可以最大限度地減少環境脅迫帶來的產量損失。”
新民晚報記者了解到，在機制解析的基礎上，研究提出兩種微調赤霉素到中等水平的方法——一是通過對att2的遺傳工程改良來提高att2的表達量或增強att2的功能，“因為att2的功能比att1弱，更適合用於精準調控活性赤霉素水平”；二是外源施加適量的植物生長調節劑（赤霉素“920”）， 可以減少逆境脅迫造成的產量損失。
林鴻宣院士說，這些方法有望在水稻、小麥、玉米等主糧作物的育種改良中發揮重要作用，不僅可以提高作物的抗逆性，維持其在鹽鹼、高溫等不利環境下的產量穩定，還可以在正常田間條件下進一步提高穀物產量。
“這些研究結果為育種家培育‘高產高抗’作物新品種提供重要的理論依據，同時也為大面積鹽鹼地的開發利用提供新的策略。”他指出。
