夏天太热，水稻中暑怎么办？科学家发现水稻自带的“空调开关”！

炎炎夏日，我们躲在空调房里图个凉快。但你有没有想过，在田地里暴晒的水稻该怎么办？

不过别担心，华中农业大学的科学家们带来了一个好消息：他们找到了水稻对抗高温的秘密武器——一个名叫 QT12 的神奇基因！

水稻中的“空调开关”——QT12基因

高温可是水稻的“一生之敌”。在幼穗分化期，超过35℃的持续高温会导致水稻减产约30%，抽穗期遭遇高温会减产50%，扬花期的高温更会让水稻“花而不实”，断子绝孙，灌浆期高温热害的催熟效果，还会让水稻变得干瘪，品质下降。

此外，全球变暖带来的极端高温，更让水稻“严重中暑”，据统计，全球平均气温每升高1℃，将直接导致水稻产量减少6.6%–25%，不仅产量下降，连米饭的口感都变差了。这可是关系到我们每个人饭碗的大事！

然而在过去，科学家们很难找到既能让水稻在高温下保住产量，又能保住品质的基因。经过十多年的不懈努力，华中农业大学研究团队，找到了水稻体内一个神奇的“基因开关”，它的名字叫 QT12。

就像我们打开空调开关可以调节室内温度一样，QT12如同水稻对抗高温的“秘密武器”，它不仅能调节水稻耐高温机制，还能同时保证产出的米粒晶莹剔透，口感香甜，完美解决了“高产”和“优质”难以兼得的老大难问题。

“双重保险锁”如何工作？

这个“基因开关”是如何运作的呢？研究团队发现了一个非常精妙的“双重保险锁”机制。

第一把锁（基因锁）： 在不耐热的水稻中，QT12基因上有一个特殊的“位点”，像一把未打开的锁。当高温来袭，一种叫“NF-Y”的蛋白质就会跑过来“开锁”，让水稻仿佛“应激”一般，在合成营养物质的时候发生错误，各种营养物质配比失衡，导致米质变差，产量降低。

第二把锁（温度锁）： 这把锁本来是锁着的。但高温天气就像一把“钥匙”，它会激活NF-Y蛋白，让它去打开第一把锁。

NF-Ys-QT12分子模块调控水稻品质耐热性的工作机制（李威 供图）

对于不耐热的水稻，高温一来，两把锁“咔哒”一声全打开了，水稻的“警报系统”被过度激活，蛋白质和淀粉合成比例失调，生产出来的米自然又少又难吃。

这个“双重保险锁”系统，巧妙地揭示了水稻如何智慧地应对高温胁迫。但这对于人类来说，却是个不折不扣的缺点。

然而，在有些天生耐热的优质水稻中，第一把锁（基因锁）本身就是“坏”的！它的结构发生了微小变化，导致NF-Y蛋白根本无法识别和打开它。这样一来，无论高温怎么“催促”，这套“警报系统”始终处于关闭状态。水稻就能在高温下保持“淡定”，稳稳地合成淀粉和蛋白质，最终实现优质又高产。而这种坏掉的基因锁，正是科学家们所寻找的：把这种锁换到那些不耐热的高产优良品种中，不就能培育出耐热又优质高产的水稻品种了吗？

从实验室到餐桌：“耐热稻”威力有多大？

理论再好，也要看实际效果。研究团队利用现代基因编辑技术，将一些主流水稻品种的QT12基因“锁住”，然后把它们种在武汉、杭州、长沙等夏季酷热的地区进行试验。

结果令人十分惊喜：在极端高温下，改造后的耐热稻和普通水稻相比：小区试验产量分别提升了 92.5%、64.1%和54.7%！米粒的垩白（米粒中白色不透明的部分）也大大减少，外观更晶莹，煮出来的米饭也更好吃。

正常大米和垩白粒对比图

研究人员还将这个优秀的基因导入了著名杂交稻品种“华占”中，改良后的品种在高温下产量大幅提升，米质也变得更优良。这无疑是打破了“逆境下，高产不优质”的魔咒！

未来展望：为全球饭碗保驾护航

这项发表在国际顶尖期刊《细胞》（Cell）上的研究，不仅仅是一项科学突破。它为我们培育“绿色营养超级稻”提供了强大的基因武器，也为保障中国乃至全球的粮食安全提供了一个全新的、绿色的解决方案。

低表达QT12协同提高籽粒品质和产量耐热性（李威 供图）

你知道吗？

籼稻 vs. 粳稻

籼稻（如泰国香米）：耐热性强，适合南方高温地区，灌浆持续时间较短（20~30天）淀粉合成速率快，直链淀粉大量合成，蛋白质含量略高（7~9%），米粒硬度大，咀嚼感强。煮出的米饭质地松散不黏籼米适合炒饭、咖喱。

粳稻（如东北大米）：耐寒性好，适合北方温带气候，灌浆持续时间较长（30~40天），淀粉合成速率缓慢，支链淀粉逐步累积，蛋白质较低（6~7%），口感更绵软。煮出的米饭黏性强适合制作寿司、粥。而且粳稻胚乳中脂类含量稍高，赋予米饭光泽和香气（如日本越光米的“油性”口感）。

有了水稻耐热“基因开关”这项技术，今后也许有望将北方好吃但不抗热的粳米在南方种植，让更多人吃到香糯的东北大米。