本项研究成果相关示意图。中国科学院遗传发育所 供图

　　随后，历时3年在早春大棚、越冬大棚、露地大田等不同场景的真实农业生产环境和温度自然波动的条件下，研究团队建立一套高效取样分析方法，综合运用传感技术、多维组学、基因编辑和人工智能等技术手段，经过前后长达8年持续攻关，终于找到在基因组中被长期忽视的小肽基因，其编码一个仅含有13个氨基酸残基的短肽。

　　该基因平时几乎不表达，在正常温度下对作物的生长发育没有可见影响，其功能缺失突变体植株生长正常，产量与野生型无显著差异，成功避免了常温下的能量空耗。然而，一旦遭遇低温胁迫，它在花粉发育关键阶段的四分体时期，便在花药绒毡层细胞中被显著激活，表达水平瞬时飙升，彰显出“路见不平，拔刀相助”的“侠义”基因本色。

　　进一步研究揭示，低温诱导表达的小肽通过分泌到细胞外，诱导受体与共受体形成受体复合体并引发细胞内钙离子浓度快速升高。这一钙信号通过精确调控花药绒毡层降解，为花粉的正常发育提供所需的营养和能量，可有效避免花粉败育，从而在理论上阐释了植物在面临不可预测的短期冷害时，如何通过“按需抗冷”实现精准高效的局部防御。

　　研究团队将理论付诸实践，通过作物改良和多年多点多品种测产表明，激活“侠义”小肽基因的表达，在番茄中可挽回33.9%-52.2%的低温冷害引起的产量损失；上调水稻中同源基因的表达可增强花粉低温韧性，当前主栽高产商业化水稻品种可挽回18%左右的低温冷害引起的产量损失。目前，团队正在拓展应用于大豆、玉米等作物的冷害减损改良。(完)

【编辑:胡寒笑】

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