中国科学家成功破解作物“午睡”谜题

原标题：科学研究破解作物“午睡”谜题

崖州湾国家实验室、中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队与合作者近日在《细胞》在线发表研究成果，系统阐明了植物蛋白相变介导的新型光保护并增强光合作用的机制，成功破解困扰科学界长达百年的作物“午睡”谜题。

在田间环境中，正午过量光照会促使植物叶绿体积累大量单线态氧，损伤光合相关蛋白与结构，引发光抑制和光合午休。这种“被迫停工”直接导致农作物平均减产约30%，长期以来制约粮食产量突破。

研究发现，植物体内一种名为MBS1的超小蛋白在强光胁迫下，可通过锌指结构构象变化特异性感知单线态氧，并发生液—液相分离和相变。该蛋白在细胞内形成凝聚体小液滴，像“护盾”一样覆盖在叶绿体表面，通过光散射与光学遮蔽作用削弱强光透射，从源头减少单线态氧积累，为叶绿体构筑起天然动态的防晒屏障。当光照恢复正常后，这些聚集结构又会逐渐消失，形成一个动态、智能的阳光过滤系统。

通过水稻田间试验证实，上调MBS1表达可有效缓解作物强光损伤、显著提升产量。

本项研究成果由国家农业生物育种重大专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院先导专项共同资助，对保障粮食安全具有重要现实意义。