媒体记者8月14日从浙江省农业科学院获悉，该院病毒学与生物技术研究所作物品质与耐逆遗传改良团队在《分子植物》刊发一项研究成果，完整揭示高温诱发水稻穗发芽的分子机理，锁定抗穗发芽育种关键靶点，为培育耐高温优质水稻、保障水稻稳产供给提供全新理论依据与技术路径。
成熟水稻的种子自带休眠机制，能避免在稻谷收割前提前发芽。但在全球变暖的大背景下，水稻灌浆成熟期频繁遭遇高温和持续多雨天气，这套天然的休眠“防护系统”会被彻底打破，造成稻谷尚未收割就提前萌发出芽的现象，这一现象即穗发芽。
穗发芽轻则使稻米垩白增多、口感变差、加工出米率下降，重则造成大面积减产甚至绝收。长久以来，高温破坏种子休眠的内在机理一直是育种领域未解难题。
经过多年持续攻关，研究团队完整拆解出“高温感知—糖信号传递—种子休眠解除”分子通路。研究证实，一个名为“OsbZIP58”的基因是调控种子休眠的核心因子，既能维持种子休眠状态，又可调控淀粉、储藏蛋白合成，抑制淀粉提前分解。高温环境会加速消耗种子糖分，激活糖传感激酶OSK3。活化后的OSK3会降解OsbZIP58，导致其失去抑制能力。于是，淀粉水解酶失去抑制，分解淀粉供给萌发能量，最终引发穗发芽。
研究团队还筛选出两种OsbZIP58的自然变异单倍型。其中，籼稻型Hap2休眠能力突出，耐高温、抗穗发芽，是优质育种基因资源；粳稻型Hap1休眠稳定性弱，高温下极易出现穗发芽。
这一发现提供了精准选育“基因标尺”。研究人员可通过分子标记辅助育种、基因编辑等技术，将优异Hap2基因型导入现有水稻品种，高效培育耐热抗穗发芽新品系。
此次研究实现理论与应用双重突破。在理论层面，研究首次完整串联了高温、糖代谢、种子休眠调控链条，填补相关机制研究空白；在应用层面，明确可落地应用的育种靶点与优良等位基因，突破抗穗发芽品种培育瓶颈。在极端高温天气频发背景下，该成果有利于稳定水稻产量与品质。