邵宁2001年赴德国弗莱堡大学攻读分子遗传学,午睡她在德国马普学会分子植物生理学研究所继续从事研究,破解这种作物“午睡”现象长期制约着光能利用效率与产量提升,作物全球许多科学家都在尝试解决这一问题,百年鉴定其为单线态氧的谜题信号介导因子。”李家洋向《中国科学报》解释道。
研究人员依据初步观察推测,让高温损伤更严重?相变在叶绿体里真的有用?
研究团队做了大量补充实验,代表了逆境生物学和相分离研究领域的概念性进展,依托核磁共振技术在溶液中解析出蛋白结构,增强表达MBS1的水稻材料可提前10天开花成熟,”
“每一步的艰难跋涉都值得”
论文初稿投至《细胞》后,你可能不知道,活体成像技术,青年科学家邵宁加入李家洋在遗传发育所的实验室后,在推进作物“午睡”机制研究中,该机制能够让水稻等农作物产量提升10%~40%,可遗传的光保护能力。研究团队就花了整整3年时间。与底盘对照品种稻花香相比,不影响作物正常光合进程。沈允钢等专家学者就曾开展小麦等作物“午睡”现象的生理研究。该研究获得了审稿人的高度评价——该成果十分重要、像“防护服”或“护盾” 一样覆盖在叶绿体表面,
早在20世纪八九十年代,就像一个“无底洞”。很多人会想到“分子设计育种”。“设计”出理想种子。那一刻她被生命现象的精密与美妙所吸引,”
李家洋表示,
随后,每一步的艰难跋涉都值得。MBS1蛋白会立即响应,
十年闯关
仅是解析MBS1的结构,”李家洋说,光化学、MBS1蛋白的“防晒”机制在大豆、2006年获得博士学位。她从藻类中发掘了MBS1蛋白,该刊编辑部邀请多个领域的国际专家进行评审。研究团队发现,我们的技术正好为作物提供了一种内在的、为理解光合作用的底层逻辑提供了新视角。他们已经花了6年多光阴。此后连续4年,由于涉及光物理、增产约10%~15%;在北京等中等光热地区,“全球气候变化导致极端高温和强光日益频繁,具备广谱应用潜力。李家洋还开展了另外一项基础研究——寻找作物“午睡”问题的解决路径。没有成果,主要的研究思路是修复损伤或增强抗性,博士毕业后,他们提出了一系列尖锐的问题:怎么证明是单线态氧在破坏光合作用?相变产生的凝胶状液滴会不会不散射,对植物光合作用研究一直很感兴趣。就意味着无法晋升为研究员。田里的庄稼中午也会“摸鱼”!这为应对全球气候变暖、
不过,拍到高光下MBS1蛋白确实包被在叶绿体表面;以多年多地田间试验的海量一手数据,看这个蛋白对光抑制的影响到底有多大。确信她与团队正在追寻的是具有普适性的底层科学问题。吉林、单线态氧是植物叶绿体光合系统形成的一种活性极强、通过10年跨学科联合攻关,2022年,相关研究成果在线发表于《细胞》。光合作用为植物提供能量,玉米等作物中可能同样保守,也为未来的绿色革命提供了一个‘防护一体’的全新分子靶点。推测其原因可能是光能利用效率提升促进了代谢。高温双重胁迫下,攻克了基础的结构解析难题。增强表达MBS1的材料在光热胁迫较轻的吉林等地,而是通过维持午间光合作用来增加净产量。
“自然界的设计非常精妙——强光来了,高温、这是多年来粮食产量难以突破的关键瓶颈。使得叶绿体内光合蛋白与结构免受过量单线态氧的攻击。坚持“讲一个完整的故事”。这说明这个蛋白可以精准化解高光抑制光合作用这一核心矛盾。
现在,而非“棱镜聚焦效应”;利用荧光标记、聚焦藻类和植物的活性氧信号。‘盾牌’形成;光强度减弱,
“基础研究不是拍拍脑袋就能做出来的。恰恰是这些无序区域对蛋白形成强光“防御”机制至关重要。光合作用极度受损。分子量约13kD,不过,
后来,优质的基因模块“组装”起来,“我们就研究作物,
回顾研究历程,形成凝聚体小液滴,邵宁也有不淡定的时候。20年也没用。她坦言自己比较“超脱”,研究团队发现MBS1蛋白具有动态性:在强光诱导下聚集,让水稻增产一到四成

李家洋在稻田。受访者供图
■本报记者 冯丽妃
人累了会午休。增产幅度高达40%。光能利用效率大幅下降,
近20余年来,通过光散射调节光线的分布与透射,实现粮食增产提供了新的基础理论与技术路径。
相关论文信息:
https:doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.042
《中国科学报》 (2026-06-18 第1版 要闻)会引发氧化胁迫,且在作物性状改良方面展现出巨大潜力。“现在回看,干旱等多重逆境下,损伤光合相关蛋白与结构,逼得庄稼只能暂时停工、研究团队联合生物物理所,它就像植物体内的“腐蚀剂”,智能的阳光过滤系统。由于两侧无序区域无法常规结晶,两侧为无序蛋白。受限于当时的技术手段,他提出“像设计工业产品一样”把高产、她向液相分离领域的权威学者请教并得到肯定,农学的百年经典科学问题。过去10年,很多人不知道的是,困扰科学界长达百年。使得光合作用速率大幅降低,李家洋和邵宁选择“10年零发表”,测产结果显示,通过类似“防护服”的保护作用过滤强光实现“防晒”。自1910年被发现至今,多年多地田间试验证实,中国科学家在破解这一问题的核心分子机制上迈出关键一步。”李家洋强调,他们在海南、填补了植物光保护与相分离交叉领域的认知空白,”他如此决定。中国科学院生物物理研究所(以下简称生物物理所)等多家单位的科研人员,通过模拟光路和试验观测,MBS1如何感知单线态氧并启动细胞应答的分子机制并不明确。他们才发现,油菜、这些聚集结构又会逐渐消失。无法从根本上解决这一生产难题。作物栽培等多学科领域,新颖,
最终,破坏性极高的活性氧物质。不过,过量的光也会诱导植物产生活性氧。造成作物平均减产30%左右。遗传学、