用农学家的话说，水稻是世界上极其特殊的农作物：它既能在温度高的低纬度地方种植，又能在温度低的高纬度区域栽培。8月17日，《自然-通讯》刊登了一项中国科学家的最新研究成果：找到了耐低温水稻的幕后推手——耐低温基因bZIP73。

国际农学界和考古学界现在比较一致的观点认为，水稻最初起源于我国南方的亚热带地区。亚洲是水稻的最重要产区，全世界90%以上的稻米产于亚洲，而且集中在东亚、东南亚和南亚这三大地区。

亚洲栽培稻有两个亚种——籼稻和粳稻。籼稻具有耐热的特性，主要分布在我国南方、南亚及东南亚热带和亚热带地区。而粳稻经过近万年的人工驯化和选择，具备了耐低温的特性，种植地域逐渐北移，主要分布在我国北方和东北亚温带地区。

什么因素决定了“稻生南方则为籼、稻生北方则为粳”？

中国科学院遗传与发育生物学研究所储成才研究组从2010年就开始了对这一问题的研究。他们首先找到了美国农业部（USDA）种质资源库中收集的202份代表世界不同水稻种植区的水稻种质资源，对这些种质资源进行低温耐受性鉴定，通过与低温耐受性相关因子的关联分析，发现了一个与粳稻苗期低温耐受性关联的耐低温基因——bZIP73。

籼稻和粳稻有着共同的原始祖先——野生稻。储成才组通过研究发现，在原始祖先野生稻群体中，既含有籼稻中的bZIP73基因，也含有粳稻中的bZIP73基因，二者只差一个碱基对。要知道，水稻基因组包含4亿个碱基对，这一个碱基对的差别几乎是微乎其微。

研究人员通过实验证明，含有籼稻bZIP73基因的水稻对低温敏感，可含有粳稻bZIP73基因的水稻却对低温具有耐受性，能抗冷。

储成才对科技日报记者说：“那一个相差的碱基对使籼稻和粳稻间低温耐受性具有很大差异。遗传及生物化学研究都表明，粳稻中的bZIP73基因是通过与其他蛋白协作来调节水稻体内植物激素脱落酸（ABA）和活性氧（ROS）水平，从而提高水稻对低温的耐受性。”

有意思的是，研究人员把水稻原始祖先野生稻的分布区域同1960-1990年30年间的平均地表温度数据做相关分析，结果发现，在印度、孟加拉国和中南半岛以西地表温度较高的地带，有的野生稻中存在粳稻bZIP73基因，有的野生稻中存在籼稻bZIP73；但在相对地表温度较低的中国南方野生稻分布区，野生稻仅存在粳稻bZIP73基因，没有发现籼稻bZIP73基因。“这一发现表明，粳稻bZIP73与水稻的北移具有明显的相关性。”储成才说。

低温是影响水稻地理分布、生长发育及产量的重要因素。近年来，极端气候频繁增多，倒春寒、寒露风等低温灾害逐年增加。每年我国因低温造成的粮食损失高达3-5亿吨，严重影响着粮食供给。专家指出，水稻耐低温基因bZIP73的发现，不仅揭示了粳稻驯化过程中适应低温环境的分子机制，而且对于培育适应高纬度高海拔地区水稻品种、对南方籼稻品种进行低温耐受性改良以及水稻种植区北移都具有重要意义。（科技日报记者  李大庆）

来源：科技日报

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（责任编辑：石樱）

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