午間烈日對農作物而言，既是光合作用的能量來源，也可能成為抑制作物生長的壓力。（示意圖：shutterstock／達志）
午間烈日對農作物而言，既是光合作用的能量來源，也可能成為抑制作物生長的壓力。看似充足的陽光，若強度過高，反而會讓作物出現「光合午休」現象，導致正午時段光合效率下降，進而影響產量。作物為何會「午休」、如何降低由此造成的產量損失，長期以來都是植物科學與育種領域關注的難題。
大陸科研團隊近日在這一領域取得新突破。6月18日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所、崖州灣國家實驗室李家洋院士團隊，聯合境內外多家研究單位，在國際學術期刊《細胞》（Cell）線上發表最新成果。研究首次發現，植物可透過蛋白凝聚體，為葉綠體搭建一層動態「天然防曬屏障」，從而啟動全新的主動光保護機制。
大陸科研團隊發現，上調MBS1蛋白表達後，水稻抵禦田間強光逆境的能力明顯增強，且未影響植株正常生長發育，展現穩產增產潛力。（摘自新華社）
研究指出，陽光雖是植物光合作用的基礎，但在田間環境中，強光往往與高溫、乾旱等逆境疊加，形成對作物生長不利的複合壓力。當正午光照過強時，葉綠體內可能產生過量單線態氧，進一步損傷光系統Ⅱ及葉綠體結構，使作物光合效率下滑，成為限制糧食增產的重要瓶頸。
科研團隊運用核磁共振結構解析、超高解析度顯微觀測、光學模擬等技術，鎖定核心調控蛋白MBS1。研究證實，當植物遭遇強光逆境時，MBS1蛋白能捕捉單線態氧訊號，並在葉綠體外膜動態組裝成特殊蛋白凝聚體。這些凝聚體就像一層可自我調節的「智慧防曬膜」，包覆在葉綠體表面，透過光學散射與遮蔽作用，減弱強光穿透，從源頭降低單線態氧過量生成，避免光合系統受損。
更重要的是，這項發現不只停留在實驗室。科研團隊在海南、北京、黑龍江等地連續4年進行大田試驗，以主栽優質稻品種作為材料，驗證該機制的實際應用價值。結果顯示，上調MBS1蛋白表達後，水稻抵禦田間強光逆境的能力明顯增強，且未影響植株正常生長發育，展現穩產增產潛力。
在全球氣候變化加劇、極端高溫與乾旱事件頻繁發生的背景下，這項成果被視為高光效、抗逆高產作物育種的新方向。專家認為，MBS1蛋白提供了精準可靠的分子靶點，有助於未來培育更能適應強光與高溫環境的農作物，對穩定糧食生產、提升作物氣候韌性，以及保障糧食安全具有重要意義。
2026/06/18 11:08
轉載自中時新聞網: https://www.chinatimes.com/realtimenews/20260618002145-260409
Post gallery
