水稻是我国超过半数人口的主食，一碗温热的米饭，承载着老百姓最朴素的民生期待。当前，全球气候变暖加剧，极端高温天气频发，水稻热害风险持续攀升，不仅直接影响粮食收成，更关乎国家粮食安全与百姓“饭碗”稳固。水稻为何迫切需要提升抗热能力？我国科学家在抗热研究领域取得了哪些突破性成果？这些科研发现如何从实验室走向田间地头，惠及育种实践与百姓生活？接下来，我们一同探寻其中答案。

  酷暑“烤”验下，水稻为何急需“抗热buff”？

  对水稻而言，高温是制约其生长发育的“隐形桎梏”。由高温引发的农业热害，已成为影响我国粮食生产安全的主要胁迫因子之一。相关数据显示，平均气温每升高1℃，水稻产量将下降3%~8%，极端高温天气下，减产幅度更为显著，严重时甚至导致绝收。

  水稻的整个生育周期，均面临高温胁迫的潜在风险。在苗期遭遇高温，幼苗易出现枯萎死亡，影响田间基本苗数；抽穗开花期是水稻对高温最敏感的阶段，35℃以上的持续高温，会导致花粉粒破裂、丧失授粉能力，造成大量空粒、秕粒；灌浆期高温则会破坏米粒淀粉合成结构，导致籽粒干瘪、垩白率上升，既影响产量，也会降低稻米品质，导致口感变差、品相不佳。

  我国长江流域、华南地区等水稻主产区，夏季常出现持续高温天气，双季早稻的抽穗灌浆期恰好处于盛夏高温时段，高温热害频发，严重制约水稻生产提质增效。对百姓而言，水稻减产可能引发大米供应紧张、价格波动，直接影响日常生活；对农业生产而言，高温热害已成为威胁粮食安全的重要隐患。因此，培育抗高温水稻品种、破解热害难题，既是保障粮食安全的迫切需求，也是守护百姓“饭碗”的关键举措。

  科学家找到水稻抗热的“基因钥匙”

  为破解水稻高温胁迫难题，我国科研工作者经过多年协同攻关，陆续挖掘出一系列水稻耐热关键基因，构建起水稻抗热分子调控网络。这些基因各司其职、协同作用，为培育抗热水稻品种提供了精准靶点与核心支撑。

  自2015年以来，我国科研团队在水稻抗热基因研究领域持续突破，一系列关键成果相继问世：

  2015年，中国科学院林鸿宣院士团队成功定位克隆我国首个水稻抗热基因自然位点TT1，该基因主要负责调控水稻苗期及抽穗期耐热性，通过介导泛素化降解途径，清除高温胁迫下产生的变性蛋白，减轻高温对水稻的损伤，为后续水稻抗热研究奠定了坚实基础。

  2022年，林鸿宣团队发现TT2核心抗热基因、同时与上海交大林尤舜团队合作发现TT3核心抗热基因。其中，TT2基因通过调控蜡质合成与钙信号传导，减少水稻水分散失、稳定细胞膜结构，以“稳态调控”方式赋予水稻全生育期耐热能力，将其导入优良水稻品种后，高温环境下单株产量增幅可达54.7%，且该基因在小麦、玉米等其他主粮作物中存在同源序列，应用前景广阔；TT3基因由TT3.1和TT3.2两个拮抗基因组成，TT3.1可作为潜在高温感受器，在高温条件下特异性降解损伤叶绿体的TT3.2，从而保护水稻光合作用正常进行，将其导入亚洲栽培稻后，高温下小区产量增幅约20%，增产效果显著。

  2025年，林鸿宣团队联合上海交大林尤舜、广州实验室李亦学团队，发现DGK7与MdPDE1两个关键基因，破解了水稻感知高温的“双重信号解码”机制。DGK7作为细胞膜上的“高温哨兵”，在高温胁迫下被激活，生成脂质信使磷脂酸，完成物理高温信号向化学信号的转换；MdPDE1接收信号后进入细胞核，调控耐热基因表达，二者协同作用，显著提升水稻对高温的快速响应能力。试验显示，单基因改良株系高温下产量可提升50%-60%，双基因协同改良株系产量增幅可达一倍。

  2025年，华中农业大学李一博教授团队发现QT12基因，该基因通过形成“NF-YA8/NF-YB9/NF-YC10双生锁”，平衡高温下水稻籽粒淀粉与储藏蛋白的合成，有效解决了高温导致的稻米品质下降问题，长江流域田间试验表明，其改良株系在高温下产量与米质均实现显著提升；同年，中国水稻研究所发现OsHsp70-2/OsHsp40-1基因，该基因作为分子伴侣，可抑制高温下淀粉异常合成，降低米粒垩白率，提升稻米口感与品相。

  除此之外，浙江大学刘建祥教授团队也有重要发现，他们找到一组基因模块，能帮水稻更好抗热。这组基因能让水稻表面长出更多蜡质，就像给水稻穿了件“隔热防晒衣”，既能减少高温下的水分蒸发、降低植株温度，又能保护水稻细胞不被高温损伤，尤其在水稻苗期和抽穗期，抗热效果特别明显，也为培育抗热水稻提供了新方向。

  2026年，中国水稻研究所进一步发现Fd1/FNR1基因，该基因主要负责稳定高温下水稻的光合作用，保护花药活力，有效提升水稻结实率，为水稻高温环境下的高产稳产提供了重要支撑。

  这些抗热基因形成了“高温感知—信号传递—器官保护—产量品质稳定”的完整分子网络，为水稻抗热育种提供了丰富的基因资源与精准的技术路径。

  从实验室到田间，抗热基因如何守护百姓饭碗？

  这些水稻抗热成果，正通过育种技术悄悄走出实验室，走进田间地头，守护百姓“饭碗”。

  对种植户而言，耐热水稻品种的育成，将改变过去“高温天靠天吃饭”的被动局面，不仅让农民种粮更省心、更安心，也保障了种植收益的稳步提升，进一步激发了农民的种粮积极性，为粮食稳定供应筑牢了田间基础。

  对普通百姓而言，未来耐热水稻品种的广泛推广，将有效保障高温天气下的水稻产量稳定，避免因减产导致的大米供应紧张、价格大幅波动，让百姓每天都能稳稳吃上一碗热米饭，守住了“吃饱”的民生底线。同时，这些抗热品种不仅高产，更注重品质提升，有效降低了高温环境下稻米的垩白率，让米粒更晶莹、口感更软糯、香气更浓郁，彻底改变了过去高温天米饭“粗糙、夹生”的问题，实现了“吃饱”向“吃好”的升级。

  从长远来看，随着全球气候变暖加剧，极端高温天气将愈发频繁，水稻抗热基因的应用，将帮助水稻更好地适应气候变化，有效防范大面积减产、降质、供应不足等风险，为我国粮食安全筑牢坚实防线，给百姓吃下一颗“定心丸”

  作者：宋雅娟

  科学审核：林鸿宣（中国科学院院士）朱丽（中国水稻研究所研究员）