近年來，全球氣候變暖趨勢加劇，高溫天氣頻發，不僅影響人類生活，更對農業種植帶來嚴峻挑戰。與人類可借助空調降溫、動物能尋找陰涼處不同，植物無法主動躲避高溫，其生長和產量因此受到顯著沖擊。科研數據顯示，全球平均氣溫每上升1℃，農作物產量可能減少3%至8%，水稻灌漿過程受阻還會導致稻米品質下降，高溫已成為威脅糧食安全的重要因素。
面對這一困境，科學家們將目光投向植物自身的適應機制。中國科學院分子植物科學卓越創新中心的研究團隊聯合上海交通大學、廣州國家實驗室的科研人員，在水稻耐熱性研究領域取得突破性進展。他們通過解析水稻感知高溫的分子通路，成功培育出耐熱性顯著提升的水稻新品種，為應對氣候變化下的糧食安全問題提供了新方案。
研究團隊發現，當高溫襲來時，植物細胞膜首先發生組分變化，這一過程如同觸發“警報系統”。經過多年探索，科研人員鑒定出兩個關鍵調控因子——二酰甘油激酶DGK7和磷酸二酯酶MdPDE1。它們協同作用，將高溫物理信號轉化為細胞可識別的化學指令，形成一套精密的熱響應機制。具體而言，DGK7作為“前沿哨兵”，在細胞膜上感知高溫后被激活，通過生成磷脂酸PA傳遞信號；PA進入細胞后激活“中層指揮官”MdPDE1，后者進入細胞核調控耐熱基因表達，促使細胞合成熱激蛋白等“防御武器”，最終使水稻表現出耐熱特性。
這一發現填補了植物熱信號傳導領域的研究空白。研究團隊進一步通過基因編輯技術，對DGK7和MdPDE1進行遺傳改良。田間試驗表明，單基因改良的水稻株系在高溫條件下產量較對照品種提高50%至60%；雙基因協同改良的株系產量更實現翻倍，且稻米品質優于傳統品種，同時不影響正常生長條件下的產量表現。這一成果打破了水稻種植中“高產與優質難以兼得”的瓶頸。
參與研究的科研人員指出，該機制在禾本科作物中具有保守性，意味著相關基因資源可廣泛應用于水稻、小麥、玉米等主糧作物的耐熱育種。隨著全球變暖導致極端天氣頻發，這項研究為保障糧食安全提供了重要的理論支撐和技術路徑。目前，研究團隊正與育種單位合作，推動耐熱水稻品種的產業化應用，以期在氣候變化背景下穩定糧食生產。
