综述：谷物作物耐热性的当前见解：从分子机制到基因组编辑策略

这篇综述系统探讨了气候变化对谷物作物（小麦、水稻、玉米）耐热性的影响，整合了多组学（转录组、蛋白质组、代谢组）和表型组（high-throughput phenomics）技术，揭示了热胁迫下作物的生理与分子响应机制（如QTLs、miRNAs调控网络），并提出了基于CRISPR-Cas9的基因组编辑策略（靶向miR160/393等）以培育耐热品种，为可持续农业和粮食安全提供解决方案。

　　

热胁迫对谷物作物的多维影响

气候变暖导致南亚地区温度预计上升1.5–3.0°C，对小麦、水稻和玉米的生殖生长（如花粉育性、籽粒灌浆）和产量形成造成级联损伤。热胁迫触发细胞氧化应激，破坏抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环，同时激活渗透调节物质（如脯氨酸）和热激蛋白（HSPs）的表达。

耐热性的分子调控网络

研究发现多个定量性状位点（QTLs）与耐热性相关，例如控制籽粒重量和灌浆持续时间的遗传标记。microRNAs（miRNAs）表现出双向调控作用：miR398过表达会抑制抗氧化酶活性，加剧氧化损伤；而miR160和miR393通过上调HSPs增强耐热性。多组学联合分析揭示了热响应基因（如HsfA2、DREB2A）的协同表达模式。

CRISPR-Cas9驱动的精准育种

基因组编辑技术为耐热育种提供新工具。通过敲除敏感型miRNAs（如miR164）或插入耐受型miRNAs（如miR393），可优化作物应激响应通路。例如，靶向编辑^OsmiR160的启动子区域显著提高了水稻在35°C下的结实率。

可持续农业的未来方向

筛选耐热种质资源与设计分子标记辅助育种（MAS）仍是当前重点。结合高通量表型组学（如红外热成像）和基因编辑技术，未来有望培育适应极端气候的“智能作物”，保障全球粮食供应链稳定。