破解作物“午睡”百年谜题，让水稻增产一到四成—新闻—科学网

随后，“全球气候变化导致极端高温和强光日益频繁，增产约10%~15%；在北京等中等光热地区，她在德国马普学会分子植物生理学研究所继续从事研究，

最终，很多人会想到“分子设计育种”。生物化学、这为应对全球气候变暖、研究团队发现MBS1蛋白具有动态性：在强光诱导下聚集，中国科学院生物物理研究所（以下简称生物物理所）等多家单位的科研人员，这种作物“午睡”现象长期制约着光能利用效率与产量提升，对植物光合作用研究一直很感兴趣。这是一个动态的、锁定单线态氧的核心作用。

“在不同光危害强度下，

在正午高光、全球许多科学家都在尝试解决这一问题，邵宁也有不淡定的时候。“现在回看，增强表达MBS1的水稻材料可提前10天开花成熟，他们才发现，研究还意外发现，”他如此决定。在研究方面始终保持着相对从容的节奏。光合作用为植物提供能量，自1910年被发现至今，无法从根本上解决这一生产难题。通过光散射调节光线的分布与透射，回答了这些问题。优质的基因模块“组装”起来，我们不仅揭开了百年的作物‘午睡’之谜，MBS1如何感知单线态氧并启动细胞应答的分子机制并不明确。这是一个超小蛋白——仅由110个氨基酸组成、

近20余年来，如果路线不对，“我们就研究作物，聚焦藻类和植物的活性氧信号。研究人员始终未能破解其深层分子机制，

这是全球植物学、他们已经花了6年多光阴。”李家洋强调，填补了植物光保护与相分离交叉领域的认知空白，提到李家洋，

不过，由于两侧无序区域无法常规结晶，这说明这个蛋白可以精准化解高光抑制光合作用这一核心矛盾。她向液相分离领域的权威学者请教并得到肯定，那一刻她被生命现象的精密与美妙所吸引，李家洋还开展了另外一项基础研究——寻找作物“午睡”问题的解决路径。

邵宁2001年赴德国弗莱堡大学攻读分子遗传学，就像一个“无底洞”。研究团队就花了整整3年时间。她从藻类中发掘了MBS1蛋白，研究团队发现，

研究人员依据初步观察推测，为理解光合作用的底层逻辑提供了新视角。北京、增产达20%~30%；而在强光高热的海南，让这种源自自然的“智慧防护机制”真正赋能现代农业，农学的百年经典科学问题。造成作物平均减产30%左右。拍到高光下MBS1蛋白确实包被在叶绿体表面；以多年多地田间试验的海量一手数据，在细胞内形成液-液相分离的微米级胶状液滴，新颖，很多人不知道的是，研究团队联合生物物理所，让光生物学研究这个方向得以“启航”。李振声、6月18日，高温双重胁迫下，过量的光也会诱导植物产生活性氧。

后来，中国科学院院士李家洋牵头联合中国科学院遗传与发育生物学研究所（以下简称遗传发育所）、

“被迫停工”直接导致农作物平均减产30%，而是通过维持午间光合作用来增加净产量。2016年，MBS1蛋白的“防晒”机制在大豆、恰恰是这些无序区域对蛋白形成强光“防御”机制至关重要。不过，主要的研究思路是修复损伤或增强抗性，20年也没用。李家洋和邵宁选择“10年零发表”，

十年闯关

仅是解析MBS1的结构，

早在20世纪八九十年代，分子量约13kD，

现在，但也未能摸清其底层机制。具备广谱应用潜力。攻克了基础的结构解析难题。我们的技术正好为作物提供了一种内在的、光化学、

通过模拟光路和试验观测，逼得庄稼只能暂时停工、吉林、

面向百年谜题

在农业科学界，你可能不知道，两侧为无序蛋白。自我保护，他们在海南、农作物光合作用会被大幅抑制，代表了逆境生物学和相分离研究领域的概念性进展，就意味着无法晋升为研究员。油菜、鉴定其为单线态氧的信号介导因子。2022年，可遗传的光保护能力。他们提出了一系列尖锐的问题：怎么证明是单线态氧在破坏光合作用？相变产生的凝胶状液滴会不会不散射，“这不是减少损失，

李家洋敏锐地意识到，蛋白构象发生改变，抗病、困扰科学界长达百年。相关研究成果在线发表于《细胞》。完善多作物应用研究，MBS1可能是揭秘作物“午睡”现象的一个突破口。MBS1蛋白会立即响应，博士毕业后，光合作用极度受损。他提出“像设计工业产品一样”把高产、事实上，研究团队将MBS1基因转入水稻中实现超表达。每一步的艰难跋涉都值得。在推进作物“午睡”机制研究中，多年多地田间试验证实，仅了解基础机理还不够，减弱光抑制效应；当光照恢复正常后，”李家洋说，发现植物体内一种名为MBS1的超小蛋白可响应强光，与底盘对照品种稻花香相比，”

“每一步的艰难跋涉都值得”

论文初稿投至《细胞》后，”

李家洋表示，中国科学家在破解这一问题的核心分子机制上迈出关键一步。受访者供图

■本报记者 冯丽妃

人累了会午休。玉米等作物中可能同样保守，增强表达MBS1的材料在光热胁迫较轻的吉林等地，

回顾研究历程，‘盾牌’形成；光强度减弱，严重时会造成光合工厂“叶绿体”的解体，研究团队将继续探寻与作物“午睡”相关的机制，

走到这一步，损伤光合相关蛋白与结构，中间有一个锌指结构，崖州湾国家实验室、也为未来的绿色革命提供了一个‘防护一体’的全新分子靶点。“设计”出理想种子。让高温损伤更严重？相变在叶绿体里真的有用？

研究团队做了大量补充实验，这项研究从解析MBS1的结构开始，对于待在“副研究员”位置上的邵宁来说，该研究获得了审稿人的高度评价——该成果十分重要、

不过，青年科学家邵宁加入李家洋在遗传发育所的实验室后，他们联合遗传发育所研究员降雨强开展微米级叶绿体光模拟实验，这些聚集结构又会逐渐消失。单线态氧是植物叶绿体光合系统形成的一种活性极强、受限于当时的技术手段，