2026年2月26日,国际学术期刊《自然》在线发表了中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室杨淑华、施怡婷教授团队的最新成果。该团队揭示了玉米协调逆境适应与养分利用的关键分子机制,发现关键蛋白NLA在低温响应与磷吸收调控中发挥核心枢纽作用。研究发现,NLA如同一个精密的“分流阀门”,是整合“冷 - 磷”协同调控的分子枢纽。在传统机制下,该蛋白在促使玉米提高耐冷性的同时,会抑制根系对磷的吸收,导致作物面临“抗寒”与“营养”的权衡困境。如何破解玉米在低温环境下耐冷性与磷吸收效率的权衡难题?杨淑华教授团队结合人工智能(AI)辅助蛋白设计与基因编辑技术,构建出NLA的新变体,实现了蛋白功能的定向优化与重塑,成功创制出兼具强耐冷性和高磷利用效率的新型玉米种质。未来的玉米新品种,既能抵御冻害,又能在低温胁迫下高效吸收土壤养分,真正实现“既抗冻、又吃肥”,为粮食稳产增产提供强有力的种源支撑。《自然》杂志同期评述文章指出,这一成果为作物改良由单一性状优化迈向系统性环境适应设计提供了新的理论框架与技术路径。未来,该策略有望拓展至氮等其他土壤关键营养元素的高效利用调控,对培育适应气候变化背景下多重胁迫环境的作物新品种具有重要意义。
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