一组国际研究人员发现了大麦植物中一种新的机制，有助于作物种植者在气温升高时实现高产量。
由于谷物生产对环境条件的变化非常敏感，升高的气温会减少每株植物上可产生的种子数量。一种解决方法是增加每个“穗”上的花朵或分支数量，这是收获谷物的生殖结构。
在发表在《自然植物》杂志上的一项研究中，由阿德莱德大学 Waite 研究所和上海交通大学植物科学与育种联合实验室的张达兵教授领导的研究探讨了通过植物对高温响应的生殖机制来增加种子产量的可能性。
阿德莱德大学 Waite 研究所的主要作者李刚博士表示：“小麦和大麦等谷物对澳大利亚经济价值超过120亿美元。”
“控制在高温下每株植物产生谷物数量的基因对育种者和研究人员来说是非常有吸引力的目标，特别是面对不断变化的环境条件。”
在研究中，张教授的团队发现了一种大麦蛋白质 HvMADS1 的新机制，该蛋白质调节了每个穗中生成的花朵的数量，以应对高温。研究人员证明了 HvMADS1 在维持高环境温度下未分枝的大麦穗中的关键作用。
利用高效的基因组编辑技术，研究人员能够产生缺乏 HvMADS1 功能的新植物，有效地将未分枝的大麦穗转化为分枝结构，在高温下结果更多的花朵。
合著者之一，阿德莱德大学 Waite 研究所副主任马修·塔克尔副教授表示：“这项研究揭示了这类蛋白家族在对热变化做出反应并指导茎上花朵构成的新角色。”
“随着全球范围内短期到中期温度上升的预测，植物科学家和育种者面临着巨大的挑战，需要生成所需的作物产量来养活在较高温度下不断增长的人口。”
研究人员表示，这项工作为作物育种潜力提供了新途径，以克服传统上热耐受性和高产之间的妥协。
“这项合作研究展示了国际合作伙伴关系在提供基础科学突破中的重要性，以及在阿德莱德大学 Waite 研究所通常采用的作物基因编辑策略的价值。” 塔克尔副教授说。
