他們破解作物“午睡”百年謎題，水稻增產有望

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撰文 | 知識分子

他們破解作物“午睡”百年謎題，水稻可增產一至四成

圖片來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所/崖州灣國家實驗室

中國科學院遺傳與發育生物學研究所/崖州灣國家實驗室李家洋院士團隊與合作者，今年6月在《細胞》雜志在線發表論文闡述植物蛋白相變介導的新型光保護并增強光合作用的機制，并以主栽稻花香品種開展多年多點田間規模測產試驗，證實該技術增產成效顯著，能夠讓水稻等農作物產量提升10%至40%。

據該所官網介紹，田間環境中，作物頻繁遭遇強光、高溫、干旱等多重逆境。正午的過量光照會促使葉綠體積累大量單線態氧，損傷類囊體與光合復合體，引發光抑制和光合午休，導致光合速率下降、產量受損。該生理現象是植物生理學領域延續百年的經典難題，在氣候變暖趨勢下影響愈發突出。

研究團隊發現了植物體內一種名為MBS1的超小蛋白。強光脅迫下，MBS1在葉綠體外膜形成動態凝聚體，通過光學遮蔽作用削弱強光透射，從源頭減少單線態氧積累，為葉綠體構筑天然動態防曬屏障。

該所副研究員邵寧，既是論文共同第一作者，也是共同通訊作者，她2016年加入李家洋位于遺傳發育所的實驗室。據《中國科學報》報道，在推進作物“午睡”機制這個研究中，李家洋和邵寧選擇了“10年零發表”，堅持“講一個完整的故事”。李家洋說：“基礎研究不是拍拍腦袋就能做出來。如果路線不對，20年也沒用。現在回看，每一步艱難都值得。”

?相關論文：

https:doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.042

氣溫不斷升高，如何培育耐熱的水稻？

圖片來源：Unsplash

2026年7月1日，四川農業大學水稻研究所欽鵬、李仕貴團隊聯合中國科學技術大學生命科學與醫學部向成斌、孫林峰團隊，在《自然》發表論文，揭示了水稻通過磷脂翻轉快速穩定細胞質膜流動性的新機制，為作物耐熱分子設計育種提供了新的理論依據和優異基因資源。

據四川農大官網，該研究將基礎機制與水稻耐熱育種聯系起來。研究團隊從2236份亞洲栽培稻資源中挖掘到OsALA5稀有優異單倍型Hap7，其近等基因系在2024和2025年成都、重慶、長沙三地田間試驗中，表現出良好的高溫下穩產能力，尤其是在高溫脅迫最強的長沙，其結實率分別提高47.19%和61.59%，顯示出良好的育種利用潛力。

該研究也提出了植物高溫適應的新視角：植物細胞不僅可以通過較慢的膜脂組成重塑來適應高溫，也可以通過調控脂質在質膜雙層中的空間分布，實現快速、本地的質膜保護。這一發現拓展了人們對質膜脂質不對稱性動態調控功能的認識，也為培育耐熱穩產作物提供了新的理論依據、分子靶標和優異等位基因。

?相關論文：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10726-x

馬拉松比賽，男選手和女選手誰更容易“撞墻”？

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馬拉松比賽越來越流行。2026年7月2日發表于《Scientific Reports》的一項研究稱，男選手在馬拉松比賽中突然減速，也就是所謂遭遇“撞墻”的可能性，大概是女選手的兩倍。

瑞士蘇黎世大學Beat Knechtle等人分析了1999—2025年間，柏林馬拉松87萬多名完賽選手數據，這也是迄今為止單一賽事規模最大的研究，證實男女選手在配速崩盤現象上存在顯著性別差異：男性選手整體出現嚴重降速的概率約為女性兩倍；在3小時完賽精英組別中，男性發生災難性掉速的概率更是女性的六倍。

這樣的差異，在所有成績層級（包括最高競技水平的選手）當中均穩定存在，說明僅靠參賽經驗與生理能力無法消弭這一性別鴻溝。上述研究結果支持如下假說：馬拉松成績的性別差異，除生理因素外，行為習慣與比賽策略同樣起到關鍵作用。本研究也為后續深入挖掘背后作用機制提供了量化數據支撐。

?相關論文：

https://doi.org/10.1038/s41598-026-56334-7

睡眠，不只是“一夜充電”？

圖源：作者團隊

2026年6月30日發表于《Brain Medicine》的一篇綜述文章，對睡眠機制提出了新的詮釋，認為這是一種系統層面的韌性機制，并希望給人工智能研究提供一些啟示。

作者認為，關于睡眠的諸多困惑，源自將三個概念混為一談。他們將其逐一拆解：穩定性，是微小波動下維持功能狀態的能力。魯棒性，是噪聲、漂移或局部損傷之下仍能運作的能力。韌性，則是更宏大、也更奇異的屬性，是吸收沖擊、并恢復適應性表現的能力。作者主張，睡眠真正守護的，正是韌性。

論文通訊作者之一、中國科學院長春應用化學研究所藥物化學生物學課題組王曉輝教授說，希望跳出“睡眠只是大腦夜間充電”這一固有認知。如果將大腦視作一套復雜動態網絡，你會發現睡眠更像是嚴謹工程師精心設計出來的定時運維窗口，專供這套系統完成自我修復與結構重組。

另一位通訊作者、浙江大學醫學院李浩洪教授表示，從記憶重放、參數重歸一化、冗余信息修剪，到噪聲注入，無論是生物學的大腦還是人工智能系統，都演化出幾套相似的調控方案。研究團隊并非主張服務器集群會像人類一樣睡眠，而是提出一個觀點：任何在動態環境中持續學習的系統，都需要一段結構化的離線運行階段，以此維持自身穩定魯棒的學習能力。

“一個只知優化的網絡，可能把自己逼入死角，”第一作者楊龍威說,“而睡眠所守護的，似乎正是重新走出來的能力。”

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https://doi.org/10.61373/bm026p.0045