近年来，全球气候变暖趋势加剧，高温天气频发，不仅影响人类生活，更对农业种植带来严峻挑战。与人类可借助空调降温、动物能寻找阴凉处不同，植物无法主动躲避高温，其生长和产量因此受到显著冲击。科研数据显示，全球平均气温每上升1℃，农作物产量可能减少3%至8%，水稻灌浆过程受阻还会导致稻米品质下降，高温已成为威胁粮食安全的重要因素。
面对这一困境，科学家们将目光投向植物自身的适应机制。中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究团队联合上海交通大学、广州国家实验室的科研人员，在水稻耐热性研究领域取得突破性进展。他们通过解析水稻感知高温的分子通路，成功培育出耐热性显著提升的水稻新品种，为应对气候变化下的粮食安全问题提供了新方案。
研究团队发现，当高温袭来时，植物细胞膜首先发生组分变化，这一过程如同触发“警报系统”。经过多年探索，科研人员鉴定出两个关键调控因子——二酰甘油激酶DGK7和磷酸二酯酶MdPDE1。它们协同作用，将高温物理信号转化为细胞可识别的化学指令，形成一套精密的热响应机制。具体而言，DGK7作为“前沿哨兵”，在细胞膜上感知高温后被激活，通过生成磷脂酸PA传递信号；PA进入细胞后激活“中层指挥官”MdPDE1，后者进入细胞核调控耐热基因表达，促使细胞合成热激蛋白等“防御武器”，最终使水稻表现出耐热特性。
这一发现填补了植物热信号传导领域的研究空白。研究团队进一步通过基因编辑技术，对DGK7和MdPDE1进行遗传改良。田间试验表明，单基因改良的水稻株系在高温条件下产量较对照品种提高50%至60%；双基因协同改良的株系产量更实现翻倍，且稻米品质优于传统品种，同时不影响正常生长条件下的产量表现。这一成果打破了水稻种植中“高产与优质难以兼得”的瓶颈。
参与研究的科研人员指出，该机制在禾本科作物中具有保守性，意味着相关基因资源可广泛应用于水稻、小麦、玉米等主粮作物的耐热育种。随着全球变暖导致极端天气频发，这项研究为保障粮食安全提供了重要的理论支撑和技术路径。目前，研究团队正与育种单位合作，推动耐热水稻品种的产业化应用，以期在气候变化背景下稳定粮食生产。