上海科学家证明天然ER基因可改良不同植物

番茄是起源于温带的外来蔬果，在包括上海在内的南方地区通常无法安然度夏。但昨天，沪上科学家宣布找到了一种天然自带的ER基因，ER基因表达量高的番茄相当于拥有“防晒霜”，可提高水分利用率，增强抗旱性。更喜人的是，以往研究发现，植物抵抗逆境的性状加强，往往伴随植物生长的不正常；ER基因却是“抗逆、高产两不误”。

北京时间前天晚上，来自中科院上海生科院植物生理生态研究所的这项新成果，在国际顶级杂志《自然·生物技术》在线发表。

ER基因广泛存在于各种植物中，可改良不同作物如水稻、玉米、蔬菜等农作物，以及草坪或其他园林植物的抗热性，还可促进其生长发育、改良产量性状。

据了解，全球气候变暖引发持续高温，预计2020年世界主要农作物在栽培面积不变的情况下可能产量下降。比如水稻在夏季高温期间，温度每上升1摄氏度，就可能造成减产10%。上海生科院植物生理生态研究所研究员何祖华领衔研究团队，常年致力于植物抗病抗逆研究，他们在极端高温环境下培养形似荠菜的模式植物拟南芥，发现其中一种拟南芥生态类型不仅抗病并且特别耐热，40摄氏度下竟成活2天，于是从中克隆出参与抗病抗高温的一个数量性状基因。

最初，何祖华等将这一ER基因转入番茄，验证了其对转基因植物抗热性的提升作用。之后，他们在百余种番茄中筛选出4种，本身ER基因的表达量就较高，同时也更抗热耐旱。究其机理，ER基因表达水平提高后，显著增强了逆境下植物细胞膜的完整性，使细胞不易死亡。而每个细胞增多增大，组织器官与生物量也随之增大，植株总体壮实，表现出产量优势。这样的“高ER番茄”，在实验楼楼顶曝晒至45摄氏度也不会枯死。

经过上海、杭州、武汉等地连续3年的田间试验，研究团队还发现ER基因无论在双子叶经济作物番茄、还是在单子叶粮食作物水稻中，都具有相同的抗高温功能，比如“高ER水稻”与对照组相比在高温条件下的结实率提高，在长期高温条件下可增重30%至50%。何祖华表示，这个研究成果提示，对于农作物，可通过自然选育，育出不怕热、不怕晒的新品种；而对于园林植物，可通过转基因手段强化其对于干热的抗性。

记者　徐瑞哲