科学与健康|我国科研团队为庄稼装上“抗冷保险”
中科院许操团队历时八年，首次发现作物生育期冷害感知的RGF小肽信号，揭示低温导致绒毡层细胞程序性死亡延迟的机制，并据此实现低温下改良番茄坐果率提升至51%、水稻结实率提升10%-25%，正常年份产量不受影响，相关成果发表于《自然》，开创环境智能型育种新范式。
冷害这东西，在农业领域一直是个“隐形杀手”。联合国粮农组织的数据很吓人：只要连续低温几天，水稻、小麦、番茄这些作物的花粉就会败育，无法结实，全球主粮平均减产20%到60%。
以前碰上突然降温，农民能用的招儿不外乎灌水、熏烟、覆盖。可这些办法要么见效慢，要么成本高，面对突发降温常常“防不胜防”。好消息是，这个困扰了全球农业多年的难题，如今被中科院许操团队给破了。他们花了八年时间，在国际上首次找到了作物生育期冷害感知的小肽信号，相当于给庄稼装了个“抗冷保险”。相关成果已经发在了《自然》杂志上，还得到了专题点评。
一项碘伏认知的发现
为什么作物开花的时候特别怕冷？这问题其实挺有意思。过去，科学界把大量精力放在了苗期抗冷研究上，对花期的抗冷机制探索反而相对滞后。基础认识跟不上，花期抗冷育种自然也就缺乏理论指导。
许操团队的研究揭开了谜底。他们发现，花粉发育高度依赖花药里一层叫“绒毡层”的细胞。你可以把它想象成作物的“营养食堂”——它必须按时“退场”（专业点说就是程序性死亡），才能给花粉供足养分，建好外壁。低温一来，这绒毡层就“赖着不走”了，结果营养断供、花粉畸形，最终导致作物“花而不实”。
从“赖着不走”到“准时下班”
问题找到了，接下来的关键就是：怎么让绒毡层在低温下也能准时“下班”？
许操团队给出的答案，是一个“深藏不露”的关键基因——RGF小肽基因。它平时几乎处于“静音”状态，不消耗作物能量，也不影响正常产量。可一旦遭遇低温，它就立刻在花药里“紧急上岗”，像哨兵一样快速感知寒冷，启动防御。
这套“智能防御系统”的工作原理，其实挺清晰的：RGF小肽发出信号，被它的受体捕获后，打开钙通道，触发钙信号，然后精准指挥绒毡层按时降解，保住花粉正常发育。结果就是——冷来的时候能应战，常温的时候照样高产。
图为成果介绍。（受访团队提供）
从实验室到大田：效果惊人
在我国，突如其来的“倒春寒”和“寒露风”是常客，常常让正在开花授粉的庄稼大幅减产，甚至颗粒无收。东北水稻碰上夏季低温，空籽率飙升；南方晚稻遭寒露风影响，减产同样明显；北方果树花期遇冷，损失更是惨重。
许操团队的大田与大棚试验结果很亮眼：在低温大棚里，改良番茄的坐果率从28.7%提升到了51%；改良水稻在低温下结实率提升了10%到25%，最高能挽回近两成的冷害损失。更关键的是，正常年份产量完全不受影响。
下一步：跨作物的“通用抗冷”方案
这一机制的可贵之处，在于它的通用性。它有望推广到玉米、小麦等主粮作物，实现跨作物的“通用抗冷”。英国皇家学会院士克里斯蒂娜·福耶等专家评论认为，这项突破不只是基础科学的原创发现，更开创了“环境智能型育种”的新范式。
什么是“环境智能型”？说白了就是：作物只在冷害来临时启动防御，平时不浪费能量，彻底告别“抗冷却减产”的老问题。最终实现“顺境高产、逆境稳产”——这才是真正的高明之处。
未来，依托这一资源，我们可以培育出更耐低温的作物品种。不仅能减少灾害损失，还能为作物向高纬度地区拓展种植区创造条件。这对我国乃至全球粮食稳产增产来说，都是一个实打实的科技支撑。
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