種子休眠，是指種子在適宜發(fā)芽的條件下仍“按兵不動(dòng)”，直到環(huán)境真正安全才“啟動(dòng)”發(fā)芽，是農(nóng)作物在馴化過(guò)程中被深刻改造的關(guān)鍵性狀之一。然而，種子休眠是一把“雙刃劍”：休眠時(shí)間太短，成熟種子遇連陰雨易在穗上提前發(fā)芽，降低產(chǎn)量和品質(zhì)；休眠時(shí)間太長(zhǎng)，則會(huì)影響復(fù)種時(shí)機(jī)和出苗整齊度。

高M(jìn)KK3激酶活性影響下種子短休眠時(shí)間導(dǎo)致的大麥穗上發(fā)芽現(xiàn)象。

研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)名為MKK3的基因通過(guò)兩方面因素：基因的拷貝數(shù)與氨基酸變異控制的激酶活性，塑造了大麥在全球不同氣候區(qū)的休眠節(jié)律。研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)解析了全球1000余份大麥種子MKK3的時(shí)空演化格局，發(fā)現(xiàn)氣候和農(nóng)業(yè)需求是人類(lèi)選擇MKK3類(lèi)型的指揮棒。

東亞季風(fēng)區(qū)偏愛(ài)“低活性模式”MKK3，休眠期長(zhǎng)，可避開(kāi)收獲季節(jié)濕熱氣候?qū)е碌乃氚l(fā)芽問(wèn)題；

而在青藏高原，裸大麥（青稞）選擇了全球“最高活性模式”。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期選育，青稞擁有全球幾乎最強(qiáng)的MKK3活性，表現(xiàn)出最弱的休眠性和最強(qiáng)的種子萌發(fā)活性。針對(duì)青藏高原的極端氣候，尤其是高海拔地區(qū)大麥?zhǔn)斋@期（9至10月）頻發(fā)的低溫問(wèn)題，當(dāng)?shù)匦纬闪霜?dú)特的適應(yīng)性農(nóng)藝實(shí)踐，即在籽粒未完全成熟時(shí)即進(jìn)行收獲，其后通過(guò)自然風(fēng)干與焙炒、研磨等采后處理，使其便于冬季儲(chǔ)存與食用。這種極端的種子休眠性狀選擇，可以確保提前收獲的種子在播種后能迅速激活以適應(yīng)青藏高原嚴(yán)苛環(huán)境，確保大部分籽粒萌發(fā)。

該成果為糧食抗逆育種提供了可操作的分子模塊，MKK3的雙重調(diào)控機(jī)制可直接用于分子育種，為當(dāng)前全球氣候變化條件下的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支撐。（記者帥俊全 褚爾嘉）

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