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）

记者从中国科学院植物研究所获悉，该所种康院士研究团队发现了CHPO智能分子模块，为培育耐寒、稳产、氮高效利用的水稻新品种提供了重要的分子模块和育种策略。

这一成果于北京时间6月17日在线发表在国际学术期刊《自然》上。

当前，受全球气候变化影响，区域性极端气候频发，极易造成农作物减产甚至绝收；与此同时，农业生产中超量施用氮肥带来的面源污染也持续加重。如何提升作物抗逆能力、提高氮肥利用效率，已成为亟待破解的难题。

水稻作为典型的喜温作物，寒害常导致其严重减产甚至绝收。长期以来，农户普遍通过增施氮肥，促进水稻在寒害后重新分蘖，以此降低损失。但是水稻寒害恢复能力是否具有独立的遗传调控机制、植物如何协调耐寒性与氮素利用效率，尚缺乏系统认识。

研究团队以粳稻品种空育131和籼稻品种浙辐802构建的重组自交系群体为材料，把寒害后分蘖再生率作为评价寒害韧性的关键指标，成功定位控制寒害韧性的主效位点q^CR2，克隆了一个关键主效基因CHPO。

其中，粳稻型CHPO^jap能够根据环境温度的变化动态调整水稻的生长发育策略。这如同一个“智能开关”：在寒害阶段，激活耐寒相关基因表达，提高植株耐寒能力；在常温恢复阶段，直接激活氮吸收基因和抑制分蘖负调控基因，增强寒害后的恢复生长能力，减少对额外氮肥投入的依赖。

田间试验表明，在不同氮肥条件下，携带CHPO^jap的水稻植株，单株产量和氮肥利用效率均显著高于普通水稻，而突变体则表现相反。这说明CHPO^jap在提高寒害后稳产能力、氮肥利用效率方面具有潜力。

据介绍，这一发现与新机制的阐释不仅具有重要的理论意义，而且具有潜在的应用前景。