提升作物产量与抗逆性是现代农业发展的核心课题。中国科学院新疆生态与地理研究所研究员陈亚宁团队重点关注作为作物生长、产量和抗逆性平衡关键开关的中心调节代谢物海藻糖6-磷酸（T6P），提出了如何通过调节T6P来克服作物产量与抗逆性之间的传统矛盾。近日，相关研究成果发表于《生物技术趋势》。

随着全球人口持续增长和耕地资源日益稀缺，提高单位面积产量是保障粮食安全、缓解资源压力的根本途径。与此同时，增强作物对干旱、盐碱、病虫害等逆境的抵抗能力，不仅能确保产量在极端气候下的稳定性，减少农业损失，还能扩大可耕作区域，利用边际土地。这二者结合，既支撑着养殖业与加工业的原料供给，促进农民增收，也是推动绿色可持续发展、减少农药化肥依赖的关键，对维护全球粮食安全和生态平衡具有深远的战略意义。

研究团队通过整合基因操作、靶向酶表达和化学干预等方面的研究成果，提出了在不同环境条件下精细调整碳分配和优化植物性能的实用途径。

研究发现，T6P是连接碳状态与生长、养分分配和应激反应的中心枢纽。通过基因或化学手段调节T6P，我们能够有效地重新调整植物代谢，从而提高产量和抗逆性。而这种方法对于面临日益严重的水资源短缺和养分限制的地区尤为重要，为在不增加资源投入的情况下可持续地提高作物产量提供了一种策略。

值得注意的是，该研究强调了几个基于T6P干预的实证分析。在玉米中，通过在发育中的穗部过表达水稻TPP酶，增强了蔗糖的输入，在干旱条件下使产量提高了多达123%；在小麦中，靶向过表达 TaTPP-7A 提高了谷粒重量、淀粉积累，并延缓了衰老。此外，化学策略，如在田间施用阳光激活的 DMNB-T6P 前体，使多个小麦品种的产量持续增加约 12%，且无需额外施肥，这表明 T6P 调节在优良种质中的可扩展性和即时适用性。

该研究成果还指出，T6P 是复杂信号网络中的关键环节，包括 SnRK1 和 TOR 通路，这些通路协调生长和应激反应。调节这些途径使作物能够动态地调整碳在营养生长、生殖发育和抗逆防御之间的分配，实质上使植物能够实时自我优化。利用合成生物学和系统生物学策略调控海藻糖 6-磷酸（T6P）以提高作物的适应性和生产力。

展望未来，该研究提出了创新的作物改良策略，包括与昼夜节律和环境信号相连接的合成糖感知模块、组织特异性重连代谢途径以及用于追踪T6P、糖类、激素和压力指标的集成监测系统，提出了一种在气候变化和资源短缺压力日益增大的背景下优化作物生产力的变革性方法，这些方法为在气候变化条件下既高产又抗逆的下一代作物铺平了道路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.12.029

调控海藻糖6-磷酸（T6P）提升作物抗逆与产量的合成与系统生物学策略概念图。研究所供图