随着全球气候持续变暖，夏季极端高温、持续热浪出现频次逐年攀升。对油菜、大豆、花生等油料作物，以及水稻、小麦等主粮作物而言，高温早已是制约产量、拉低农产品品质的头号环境威胁。近日，中国农科院油料作物研究所科研团队取得重要科研突破，首次揪出造成植物高温受损的关键代谢因子，相关成果刊发于国际知名期刊《分子植物（Molecular Plant）》，为培育耐高温高产作物打开全新育种 通道 。

长久以来，科学界只知晓高温会打乱植物内部代谢循环，但始终没能精准锁定造成高温伤害的核心物质，耐热育种缺少清晰的改良靶点。为解开植物“热损伤”底层谜团，油料作物分子改良理论与技术创新团队投入多年持续攻关，综合运用蛋白质组学检测、植株生理生化测试、基因遗传功能验证等多套实验手段层层拆解，终于取得关键发现：光呼吸、糖酵解两条代谢通路产生的代谢物，是诱发植物高温损伤的核心元凶，且两条通路会协同叠加，放大高温对植株的破坏作用。

糖酵解是植物分解糖分、释放基础能量的基础代谢通路，相当于植株的“基础供能车间”；光呼吸则是强光高温下植物特有的代谢过程，高温环境会大幅加速这条通路运转，大量消耗光合作用制造的养分。正常温度下，两条通路运转平稳，支撑植物生长；一旦遭遇持续高温，两条通路同步紊乱，生成大量异常代谢物，持续破坏叶绿体、细胞膜等关键细胞结构，一边抑制作物制造养分，一边加速消耗体内储存有机物，双重打击之下，作物长势快速衰退。

本次研究最大创新点在于证实两条通路存在协同调控关系，并非各自独立发挥作用。科研团队找到两条通路中联动调控耐热能力的关键基因，通过基因操作精准调控代谢物积累水平，成功培育出耐热性能显著提升的改良作物株系。这项成果清晰阐明了植物耐热性完整代谢调控机制，一改过去育种只能“盲选耐热植株”的模式， 给 分子育种提供精准、可落地的改良靶点。

简单来说，以往培育耐高温品种只能依靠田间筛选，周期长、效率低；如今科研人员可以靶向调控光呼吸与糖酵解通路，定向削弱高温有害代谢物生成，从根源 提升 作物耐热能力，大幅缩短新品种培育周期。该理论不只适用于油菜、大豆等油料作物，也能为小麦、水稻、蔬菜等各类农作物耐逆种质挖掘、耐热品种培育提供通用理论支撑。

据了解，这项重大研究获得多项国家级、省级科研项目联合资助，包括中国农科院青年创新专项、院科技创新工程基础科学研究中心项目、国家自然科学基金、湖北省自然科学基金。研究成果登上国际权威期刊《分子植物》，标志着我国在作物高温胁迫代谢调控领域的基础研究达到国际先进水平。