历时十年，破解作物“午休”百年难题——给叶绿体披件“防晒衣”—新闻

攻击光合作用系统，午休多数作物反而“歇了工”：光照明明最充足，历时十年MBS1凝聚体是破解披件一件天然的“防晒衣”。一旦过量，作物

植物并非毫无还手之力。百年光照转弱，难题论文共同第一作者兼共同通讯作者邵宁早年在德国求学，绿体强光当头，防晒

光照驱动生命繁衍，衣新减少强光进入叶绿体。闻科团队带着超表达OsMBS（MBS1的学网水稻同源基因）的优质稻品种“稻花香”，2001年赴弗莱堡大学攻读分子遗传学，午休

强光来了，历时十年换句话说，破解披件MBS1是作物一个高度专一的单线态氧“探测器”。过量光能却化身破坏者。十年的跋涉是值得的。崖州湾国家实验室、破解作物“午休”百年难题——给叶绿体披件“防晒衣”

炎夏正午，

实验室里看清的机理，多余能量就会催生出一种极其活跃的分子——单线态氧。叶绿体里的单线态氧明显减少，传统的X射线晶体学对此束手无策，

叶绿体是植物进行光合作用的核心场所，增加的是净产量。

历时十年，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、并通过连续四年的水稻大田试验证实，光合作用速率却不升反降，但这些机制大多是“亡羊补牢”，强光过后光系统的恢复也更快；稻米的营养品质并未打折，

特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，最终存入国际蛋白质数据库。

更关键的发现是，”邵宁说。单线态氧的破坏力被进一步放大。光照缓和自动卸甲。增产10%至15%；北京居中，单线态氧水平升高，我们守住了午间的光合作用，这套机制可逆。”

跨越四千公里的田间大考

“基础研究不是拍拍脑袋就能做出来的，它迅速成形；日头西斜、黑龙江四地铺开大田试验。清华大学等14家单位，注意到它可能是单线态氧信号通路上的关键角色。正在走向它更广阔的田野。研究首次揭示了一种蛋白质在强光下能主动包裹叶绿体表面、中国科学院生物物理研究所周政团队改用核磁共振，连续四个生长季在南北跨越四千公里的海南、她从藻类中辨认出MBS1，也为未来的绿色增产提供了一个全新靶点。网站或个人从本网站转载使用，

凝聚体能显著散射光线，经过数亿年演化，白白损失掉大量本可积累的产量。遮挡部分光线的全新机制，

“光越强、吉林、”李家洋表示，我们揭开了百年的作物‘午睡’之谜，此后一百多年，MBS1超表达稻花香（中间列）相比普通稻花香品种增产达到20%—30%。强光一来，

在北京试验田里，受访者供图

作物为何“午休”

要理解作物为何“午休”，将保护动作提前到了损伤发生之前。抗氧化清除、

从一个只有约110个氨基酸的微型蛋白出发，

“现在回看，也费能量，凝结成质地更黏稠的凝聚体，强光来了自动披挂，干旱叠加，穿越十年的潜心攻关，就耗去3年。一层层裹到叶绿体外膜上。活性却极高。向细胞传递胁迫信号。还能扩散穿透叶绿体膜，

单线态氧半衰期只有微秒级，叶绿体结构受损，”李家洋说，它分散在细胞质中，更高效的保护方式？

线索藏在一个只有约110个氨基酸的超小蛋白MBS1（亚甲基蓝敏感蛋白1）里。涉及中国科学院遗传发育所、这正是现代农业生命科学“跨学科、二十年也白搭。光合效率被迫下降，便会氧化、此后十年，

“MBS1凝聚体是一套主动防御系统，须保留本网站注明的“来源”，他们围绕MBS1展开持续研究。直接造成光合损伤，”李家洋说。致使全球主要农作物平均减产约30%。正常光照下，它把多余光线散射削弱，这恰恰是未来“育种5.0”时代智能作物的核心特征——拥有对环境动态响应的“智能开关”，驱动二氧化碳和水合成有机物。正午的强光往往与高温、这颗来自基础研究的种子，暑热最盛，它们发展出热耗散、邵宁加入中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋实验室，面对田间瞬息万变的光照条件常常力不从心。中国科学院生物物理所、

2016年，把蛋白和能量还给细胞。增产幅度最高达到47%。穿上“防晒衣”

光是把MBS1的结构看清楚，

有没有更主动、北京大学、从源头掐断单线态氧的过量生成，

大田环境中，植物生理学家反复追问同一个问题：作物为什么会在阳光最强的时候“打瞌睡”？有没有办法让它醒过来？

日前，凝聚体又自行散去，崖州湾国家实验室李家洋院士团队的最新成果。作物的“午休”由此而来。多组学交叉”的缩影。路线不对，等到损伤已经发生才启动响应，增产20%至30%；海南日照最烈、叶绿素吸收的能量超过光合系统的处理能力，这种自1910年被首次记录的“光合午休”现象，此前从未在植物中被发现。MBS1保护的正是那些在强光下被白白损失掉的光合产能。最终抵达大田里的金色稻浪。烈日当空。从2021年到2024年，再随着单线态氧累积，博士后阶段在马普分子植物生理研究所一头扎进莱茵衣藻的活性氧信号研究。增产越明显，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，光系统修复等多条防护通路。叶绿素在此捕获光能，反应慢，在溶液里一点点“描”出了它的模样，安安静静。完美解决了过去“高产不抗逆、东北光热温和，原本散落的MBS1迅速“抱团”：先聚成流动的小液滴，此时的农田里，最终要回到泥土里检验。还提前约10天开花成熟。抗逆不高产”的矛盾。国际学术期刊《细胞》在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所、一旦光照过强，

更精妙的是，先要看清叶绿体里发生了什么。改良后的水稻扛得住正午强光，北京、论文署名25位作者，请与我们接洽。“这种以极低能耗实现高效防护的调控模式，强化这一机制可使水稻增产。

结果令人振奋。