水稻耐寒省肥新技术取得突破

先说几个核心结论。随着全球气候持续变暖，极端天气事件愈发频繁，区域性的重度寒潮对农作物的影响往往是毁灭性的——要么导致大规模减产，要么直接造成绝收。与此同时，农田中过量施用氮肥所引发的面源污染问题也在不断加剧。简而言之，既要让作物具备更强的耐寒能力，又要提升氮肥的利用效率，这已成为当前农业生产中最具挑战性的课题之一。

好消息是，中国科学院植物研究所种康院士团队近期取得了重要突破。他们发现了一个名为CHPO的“智能分子模块”，这一成果有望为培育兼具耐寒性、稳产特性与氮高效利用的水稻新品种，提供切实可行的分子工具和育种策略。相关研究已于北京时间6月17日在线发表在《自然》期刊上。

水稻是一种典型的喜温作物，一旦遭遇低温寒害，轻则生长受阻，重则直接导致颗粒无收。长期以来，农户的应对方法较为简单：大量增施氮肥，期望水稻在受冻后能尽快重新分蘖、恢复长势。然而，水稻在寒灾后的恢复能力是否存在独立的遗传调控机制？植物又是如何在“抵御低温”与“高效利用氮素”之间实现平衡的？科学界对此一直缺乏系统性的认识。

上图展示的是CHPO调控水稻耐寒性以及在寒害后促进分蘖再生的分子机制示意图。（图片来源：中国科学院植物研究所）

在本研究中，科研团队利用粳稻品种“空育131”与籼稻品种“浙辐802”构建了重组自交系群体，将“寒害后分蘖再生率”作为衡量水稻耐寒韧性的核心指标，成功定位到一个控制这一性状的主效位点——qCR2，并从中克隆出关键基因CHPO。

这里涉及一个颇具新意的调控机制。粳稻来源的CHPOjap基因能够根据外界环境温度的变化，灵活调整水稻的生长发育策略。不妨将其理解为一个“智能开关”：当寒害来袭时，它迅速激活耐寒相关基因的表达，增强植株的抗冻能力；而当气温回升、进入恢复阶段时，它转而直接激活氮吸收相关基因，同时抑制那些负向调控分蘖的基因——这样一来，水稻不仅能够更快地从低温损伤中恢复，还减少了对额外氮肥投入的依赖。这正是该研究的核心亮点所在。

田间试验数据同样具有说服力。在不同氮素供应条件下，携带CHPOjap基因的水稻植株，其单株产量与氮肥利用效率均显著高于普通水稻；而将该基因敲除后，表现则完全相反。实践证据表明，CHPOjap在提升寒害后的稳产能力以及氮肥利用效率方面，展现出巨大的潜力。

从理论层面看，这一发现及其背后新机制的解析，具有重要的科学价值；从应用前景来看，同样值得高度期待。