CHPO调控水稻耐寒性和寒害后分蘖再生的分子机制。（中国科学院植物研究所供图）

具有智能模块的“分子盾牌”与高效氮利用功能的“耐寒水稻”。（中国科学院植物研究所供图）

让水稻既抗冻又省肥，一直是种植户的梦。如今，这一梦想正变成现实。中国科学院植物研究所种康院士带领的研究团队，在水稻中发现了一种能一箭双雕的“智能基因开关”：它能让水稻在低温寒害后不仅活下来，还能高效利用氮肥、迅速恢复生长，为培育“耐寒、高产、省肥”的水稻新品种提供了关键策略。相关研究成果17日在线发表于《自然》杂志。

气候变化让极端天气越来越多，水稻特别怕冷，一场寒流就可能让收成大减。农民常用的应对办法是多施氮肥，帮受冻的水稻尽快发出新枝、恢复生长。可有趣的是，水稻从寒害中恢复的本领，究竟是受一套独立的基因调控，还是跟它利用氮的能力紧紧绑在一起？对此，科学界还没有系统答案。

此次，研究团队发现，水稻体内有个叫CHPO的基因，堪称水稻的“灾后恢复总指挥”。更重要的是，该基因在粳稻和籼稻中拥有不同的版本。它的粳稻版本好比给水稻装上了一个智能开关：寒潮来袭时，立即调动植株的抗寒能力；天气回暖后，又马上切换到“抢养分、快分蘖”模式，让水稻主动吸收氮肥、长出更多新枝，从而减少对额外施肥的依赖。而它的籼稻版本则没有这个本事。研究还发现，粳稻携带的这种优良版本，在水稻长期驯化过程中被自然选择保留了下来。

在田间试验中，带有“智能开关”基因的粳稻，无论在哪种施氮水平下，单株产量和氮肥利用效率都明显高出一截，稳产效果显著；而缺少该基因功能的植株，表现则逊色许多。种康表示，这一发现与新机制的阐释不仅具有重要的理论意义，而且在培育水稻新品种方面具有潜在的应用前景。