文献分享|川农大团队发文《Nature》，揭示水稻高温下质膜快速自我保护新机制

近日，在国际顶级学术期刊《Nature》上，四川农业大学钦鹏教授、李仕贵教授团队联合中国科学技术大学向成斌教授、孙林峰教授团队发表了一项研究成果，揭示了水稻在高温时快速保护细胞膜稳定性的新机制，并挖掘到稀有耐热单倍型Hap7，为作物耐热育种提供了新思路与基因资源。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10726-x

高温胁迫会引起细胞质膜过度流体化（hyperfluidization），传统观点认为植物通过转录重编程改变膜脂组成来应对，但耗时较长。本研究发现：在水稻质膜上，有一个由OsALA5和OsALIS2组成的功能复合体，在45℃热胁迫下，会选择性促进饱和磷脂酰胆碱从质膜外叶翻转至胞质侧内叶，即把“加固材料”搬到细胞质膜更容易失稳的一侧，从而快速稳定细胞质膜。该响应不依赖OsALA5转录水平上调，是早于转录脂重塑的分钟级物理响应。研究还发现，类似的温度响应功能在拟南芥、酵母中也存在。

                                                       高温下OsALA5-OsALIS2选择性促进饱和PC翻转

在阐明分子机制的基础上，研究团队进一步对两千余份水稻自然变异资源进行了系统筛查，成功鉴定到一个罕见的强启动子单倍型Hap7，在高温胁迫条件下，携带Hap7的株系无论在苗期存活率还是抽穗期结实率方面均表现优异。这一结果表明，Hap7可作为耐热水稻分子育种的优异靶标基因资源，为应对全球气候变暖背景下日益严峻的高温热害挑战提供了切实可行的解决思路。

                                                                             单倍型Hap7提高水稻耐高温

在这项研究中，团队使用了杰莱美实时荧光定量PCR系统对OsALA5单倍型系和NIL的基因表达进行了分析，并直接通过设备软件计算了均一化相对表达量。数据支持热胁迫下OsALA5 mRNA水平无显著变化从而支撑"耐热性源于蛋白热响应而非转录诱导"的结论，并比较了稀有单倍型Hap7与常见单倍型之间的基础表达差异进而锁定其强启动子特性。