本报讯（记者李思辉 通讯员李赛）干旱是威胁全球作物生产和粮食安全的重要环境因素。在全球气候变化背景下，干旱灾害频发，抗旱稳产育种成为保障粮食安全的重要攻关方向。华中农业大学教授熊立仲团队历时20多年，鉴定出一个稻属特异抗旱“孤儿基因”，并发现其在多种受试植物中具有改善抗旱相关表型的作用。相关研究近日在线发表于《细胞》。

熊立仲带领团队成员以240份水稻种质资源为材料，成功发现一个稻属特有的“孤儿基因”——ROAD1。据介绍，“孤儿基因”亦称“孤独基因”，是指在已知基因中找不到同源关系，也没有明确演化历史的基因。进化分析表明，ROAD1可追溯至南方野生稻Oryza meridionalis中的祖先序列。在后续演化过程中，其逐步形成功能等位基因ROAD1C。

研究发现，携带功能等位基因ROAD1C的水稻在干旱胁迫下叶片卷曲程度较轻，产量损失更小。群体遗传分析进一步显示，ROAD1C在粳稻驯化过程中受到选择，并在来源于降水量相对较少地区的粳稻材料中呈现较高频率。

“孤儿基因”ROAD1是如何在不影响水稻正常生长的情况下发挥抗旱作用的？研究发现，在水稻的抗旱信号通路中，OsPP2C68 蛋白发挥着“刹车”作用，当植物在水分供应充足条件下生长时，会抑制抗旱反应。而在干旱来临时，ROAD1蛋白会大量积累并与OsPP2C68结合，削弱其对下游抗旱信号的抑制，进而增强水稻的抗旱响应。

ROAD1蛋白如同一种“胁迫依赖型增强因子”，在水分充足时，其蛋白水平极低，在干旱胁迫下大量积累并发挥作用。这种“按需启动”的机制，完美兼顾了水稻的抗旱性与稳产性。

为验证ROAD1的实际应用价值，研究团队将功能等位基因ROAD1C导入优良水稻品种中进行田间测试。结果显示，在干旱条件下，携带ROAD1C的近等基因系的水稻产量较对照组提高了21%至35%，而在正常供水条件下，未观察到明显的生长和产量方面的不利变化。

由于抗旱信号的核心模块在植物界高度保守，研究团队将ROAD1C基因导入拟南芥、油菜、玉米、小麦和杨树中，发现这些植物均表现出更好的抗旱性。这意味着，这一源自水稻的基因有望成为多种农作物的“跨物种抗旱利器”。该研究不仅回答了植物如何通过新基因适应环境这一科学问题，更为未来的农业抗旱育种提供了宝贵的基因资源和研究思路。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.07.005