玉米原產(chǎn)于熱帶地區(qū)，對低溫極為敏感。低溫不僅影響玉米的生長、產(chǎn)量和種植范圍，還會使土壤中營養(yǎng)元素磷的有效性下降，從而影響作物能量代謝。因此，在寒冷環(huán)境下，作物生長往往面臨抗寒壓力和養(yǎng)分不足的雙重挑戰(zhàn)。我國科學(xué)家近期的研究成果有望改善這一情況。

記者了解到，近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物抗逆高效全國重點實驗室楊淑華、施怡婷教授團(tuán)隊揭示了玉米在協(xié)調(diào)逆境適應(yīng)與養(yǎng)分利用中的關(guān)鍵分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)玉米中關(guān)鍵蛋白NLA在低溫響應(yīng)與磷吸收調(diào)控中的核心樞紐作用。相關(guān)成果2月26日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

圖為NLA新變體協(xié)同調(diào)控玉米耐冷性、磷吸收效率和產(chǎn)量穩(wěn)定性工作模型。（受訪者供圖）

研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，NLA如同一個精密的“分流閥門”，是整合“冷-磷”協(xié)同調(diào)控的分子樞紐，使得玉米提高耐冷性的同時，抑制根系對磷的吸收。

“像一塊蹺蹺板，如何打破玉米在低溫環(huán)境下耐冷性與磷吸收效率的權(quán)衡，團(tuán)隊做了很多嘗試?！睏钍缛A介紹，研究團(tuán)隊結(jié)合人工智能輔助的蛋白設(shè)計與基因編輯技術(shù)，構(gòu)建起NLA的新變體，從而實現(xiàn)了蛋白功能的定向優(yōu)化與重塑，創(chuàng)制出兼具強(qiáng)耐寒性和高磷利用效率的新型玉米種質(zhì)，助力糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。

《自然》評述文章表示，這一成果為作物改良由單一性狀優(yōu)化邁向系統(tǒng)性環(huán)境適應(yīng)設(shè)計提供了新的理論框架與技術(shù)路徑，未來有望拓展至氮等其他土壤中關(guān)鍵營養(yǎng)元素的高效利用調(diào)控，對培育適應(yīng)氣候變化背景下多重脅迫環(huán)境的作物新品種具有重要意義。（記者余佩璇）