科技日报记者 陆成宽

种子什么时候清醒？科学家找到要害“调控开关”，将来作物休眠期或者可儿工设计。记者15日从中国科学院青藏高原研究所获悉，该所科研职员结合多家单元构成国际团队，配合揭开了年夜麦种子休眠时间暗地里的遗传秘密，为将来设计抗逆作物、保障全世界食粮安全提供了主要科学依据。相干研究结果发表在《科学》杂志。

所谓种子休眠，是指种子于具有相宜的水份、温度及光照等抽芽前提时，仍暂不萌生，直至情况真正安全后才最先生长的生物学特征。这一特征于农作物驯化历程中曾经被广泛选择及革新。但它如同一把“双刃剑”：休眠期太短，种子易于田间或者穗上遇雨提早抽芽，致使作物减产及品质降落；休眠期太长，又会迟误农时，影响下茬作物的播种与出苗整洁度。

于这项研究中，科研职员发明，一个名为MKK3的基因经由过程“拷贝数+激酶活性”双轮驱动，像“闹钟”同样精准节制年夜麦种子的休眠时间。“基因拷贝数越多，表达量越年夜，种子休眠性越弱；当氨基酸变异节制的激酶活性越强，种子休眠性越弱。两者协同作用，可实现对于MKK3整体活性的邃密调控，进而决议作物种子的休眠时间。”论文配合第一作者、中国科学院青藏高原研究所研究员王昱程注释。

基在这一机制，科研职员阐发了全世界1000多份年夜麦种子的MKK3基因发明，人类按照差别天气与农业需求，选择了差别的MKK3基因类型：东亚季风区偏好“低活性” MKK3类型以抗穗抽芽；北欧啤酒年夜麦为酿造品质选择了“弱休眠” 的MKK3，再辅以农艺手腕避灾；于天气严格的青藏高原，青稞则演化出全世界“最高活性”的MKK3，种子险些不休眠、萌生最快。

“这把基因变异、天气变化及人类饮食文化写进统一本史乘。”王昱程说，“更使人高兴的是，该结果为食粮抗逆育种提供了可操作的份子模块，MKK3的两重调控机制可直接用在份子育种，经由过程‘拷贝数的增减’或者‘单碱基编纂’便可微调种子休眠期，进而节制种子的休眠与抽芽，为当前全世界天气变化前提下的农业可连续成长提供支撑。”