植物“午休”是指中午12时到14时之间，高温强光造成植物光合作用及有机物积累下降的现象，最早由英国植物学家于1910年发现。“午休”给作物造成约30%的产量损失。那么，作物“午休”的机制是什么？如何克服“午休”及由此带来的产量损失？这些基础科学重大难题一直困扰着世界科学家。日前，中国科学院遗传与发育生物学研究所、崖州湾国家实验室李家洋院士团队联合国内外多家单位，揭示了这一世纪难题的实质。
传统观点认为，强光诱发叶绿体内产生的单线态氧，造成光系统Ⅱ及叶绿体结构损伤并触发防御反应，即先受损再启动保护，是典型的事后补救，反应慢、耗能大。团队的研究发现，强光下叶肉细胞质内的MBS1蛋白直接感知单线态氧而发生相分离，形成凝聚体包裹叶绿体，像生物防晒霜一样保护叶绿体及光合作用免受损害，实现精准、主动、快速的光防护，光合作用几乎不受影响。当强光解除后，MBS1蛋白又恢复原有状态。团队在海南、北京和黑龙江等地连续进行4年大田试验，上调MBS1蛋白水平以解除作物“午休”，结果水稻的强光耐受性、产量和品质都得到显著提升。
该研究突破了作物育种“抗逆不增产、增产不抗逆不优质”的瓶颈。而MBS1也有望成为继抗虫、抗除草剂基因外线上开户的证券公司，另一个具有重大应用潜力的新基因。（记者杨舒、崔兴毅）
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