Rebirth: CHPO acts as a coordinator of chilling recovery and nitrogen use efficiency in rice

近年来，全球气候变化导致极端天气事件的频率、强度和持续时间均呈上升态势，严重威胁全球粮食安全。低温寒害作为一种广发性、突发性的气象灾害，导致全球农业年均减产20%至60%，每年造成的直接经济损失高达数十亿美元，严重威胁全球农业生产安全。水稻作为热带和亚热带起源的喜温作物，对冷胁迫高度敏感。中国东北高纬度平原、西南高海拔高原及长江流域等水稻主产区均受冷害影响。在生产实践中，农户长期依靠增施氮肥来促进寒害后的分蘖再生，以挽回产量损失。然而，我国农业生产过量施用氮肥带来的环境污染问题也日益严峻。氮肥如何促进水稻的寒害恢复能力？是否存在协同调控水稻耐寒性与氮肥利用效率的分子模块，目前仍知之甚少。近日，中国科学院植物研究所种康院士团队在Nature杂志发表题为“CHPO coordinates chilling recovery and nitrogen use in rice”的研究论文，首次报道了一个协同调控水稻寒害韧性与氮利用效率的关键基因—MYB转录因子CHPO。粳稻型CHPO等位基因编码区GCG重复序列拷贝数的自然变异，通过重塑蛋白构象、亚细胞定位动态与DNA结合特性，实现了寒害期耐寒响应的启动与恢复期氮素高效吸收、分蘖再生的协同调控。这一发现不仅为植物逆境生物学研究建立了“从逆境存活到灾后恢复”的全新范式，也首次从分子层面阐释了农业生产中长期沿用的“低温后增施氮肥促分蘖”这一重要管理措施的内在机理，更从群体遗传学角度阐明了不同单倍型的功能分化及其生态适应意义。