在(zai)全球变(bian)暖的大背景下，每(mei)年6—7月极端高温天气频发。这个阶段正值棉花(hua)开花(hua)和成铃关键期，高温导致棉花(hua)蕾铃出现大量脱落、干蕾、畸形铃、僵小铃等问题，棉花(hua)减产15%以上，品(pin)质(zhi)下降。

“高温导致的花(hua)粉(fen)不育是核(he)心症结。”自治区农业科学(xue)院棉花(hua)研究所研究员王俊铎说。

为攻克这一技术难题，2012年，自治区农科院棉花(hua)研究所与华中农业大学(xue)张献龙院士团队展开合(he)作，从棉花(hua)耐高温机理研究入手，培(pei)育耐高温棉花(hua)品(pin)种。这项工作，几乎是从零开始。

研究团队在(zai)南疆(jiang)阿拉尔、东疆(jiang)吐(tu)鲁番等地布下观测网。在(zai)吐(tu)鲁番火焰山脚下的试验田里，团队科研人员顶(ding)着热浪，连(lian)续20余天到田间采样。“每(mei)天清晨六点就(jiu)得下田作业，一直忙到十点左(zuo)右收工。天刚亮，火焰山脚下的田间气温就(jiu)逼近35℃，上午十点气温甚至能(neng)突破40℃。”王俊铎一边整理实验记(ji)录本一边解(jie)释说，为了捕(bu)捉关键育种数据，必须争分夺秒地赶在(zai)棉花(hua)花(hua)药自然(ran)散粉(fen)前完成样本采集(ji)。这是确保实验样本有效性的黄金窗口期，也只有这样才能(neng)通过分子标记(ji)技术，精准筛选(xuan)出具有强耐热性的优良种质(zhi)资源。

正是这样日(ri)复一日(ri)连(lian)续十余年攻关，研究团队摸清了高温下棉花(hua)花(hua)药的“崩溃(kui)机制”、挖掘出耐热基因、培(pei)育了耐高温新品(pin)种。同时(shi)借助分子标记(ji)技术，首次构建起(qi)棉花(hua)花(hua)药响应高温的全基因组DNA甲基化图谱。

“这就(jiu)像绘(hui)制出一幅‘棉花(hua)中暑病理报告’。”王俊铎解(jie)释说，研究团队发现四(si)分体时(shi)期的花(hua)药对高温最(zui)敏感，此时(shi)温度超(chao)过35℃，花(hua)粉(fen)活性断崖式下降。经过无数次实验验证(zheng)表明，高温会触发棉花(hua)表观遗传变(bian)异，导致绒毡层细胞异常降解(jie)，最(zui)终使(shi)花(hua)粉(fen)失(shi)去活力。

更激动人心的突破在(zai)育种领域。研究团队开发出KASP分子标记(ji)技术，能(neng)像“基因雷达”般精准锁定(ding)耐热基因。在(zai)吐(tu)鲁番等地的天然(ran)高温实验室，50份耐高温种质(zhi)材料从数万份样本中脱颖而出。以这些材料为亲本培(pei)育的源棉新13305、新19075，在(zai)连(lian)续一周(zhou)35℃以上高温环境下仍能(neng)够保持产量相对稳定(ding)。

该(gai)研究成果(guo)荣获2024年度自治区自然(ran)科学(xue)奖(jiang)一等奖(jiang)，这也是新疆(jiang)农业领域首个自然(ran)科学(xue)类一等奖(jiang)。由4位院士及5位业界(jie)知名专家组成的成果(guo)评价委员会认为：“该(gai)成果(guo)聚(ju)焦我国棉花(hua)产业发展的重(zhong)大需求(qiu)，填补了棉花(hua)耐高温研究的多项空白(bai)，原创性强，整体达到国际领先水平。”

沉甸甸的成果(guo)背后，是跨时(shi)空的坚守。每(mei)年夏季，研究团队兵分三路：一组驻守吐(tu)鲁番记(ji)录极端高温数据，一组在(zai)海(hai)南进行(xing)加代繁育，还有一组成员在(zai)武汉(han)实验室解(jie)析海(hai)量基因样本。

王俊铎手机相册里仍存着对比图：2016年高温后试验田里成片焦黄的棉株，与2024年同一地块上郁郁葱葱的耐热新品(pin)系形成鲜明对比。

如今，耐高温品(pin)种已在(zai)南北疆(jiang)开始进行(xing)生产性能(neng)鉴定(ding)。在(zai)巴楚(chu)县琼库尔恰(qia)克乡，棉农阿不力克木·赛买提刚种完今年的棉花(hua)，他说：“去年7月连(lian)续一周(zhou)高温，我家300多亩(mu)棉田亩(mu)产仍稳定(ding)在(zai)500公斤以上，品(pin)质(zhi)也很好。”

在(zai)自治区农科院阿拉尔棉花(hua)综(zong)合(he)试验站，新一代抗旱耐高温种子刚刚播下，这些携(xie)带多重(zhong)抗逆基因的种子，将在(zai)今夏继续挑战多重(zhong)极端逆境。

“大家正在(zai)创制耐高温、抗枯萎病、适宜(yi)机采的功能(neng)性品(pin)种。”自治区农科院棉花(hua)研究所研究员李雪源说，未来新疆(jiang)棉花(hua)不仅“不怕热”，而且综(zong)合(he)性能(neng)优良，能(neng)适应各种极端逆境。

记(ji)者感言

致敬大地上的追光者

没(mei)有直播间里的喧嚣，没(mei)有数据流量的狂欢(huan)，这群把论文写在(zai)棉田里的科学(xue)家，用十余年耕(geng)耘换来一项国际领先的研究成果(guo)。

这项成果(guo)聚(ju)焦棉农现实需求(qiu)，生产中需要什么，他们就(jiu)攻克什么。当极端气候和高温天气威胁着“白(bai)色黄金”的生存，这群大地上的追光者历时(shi)数千个日(ri)夜，蹚过吐(tu)鲁番的灼热沙地，熬(ao)过实验室的无数长夜，只为解(jie)开这个关乎千万棉农生计的难题。

这项研究成果(guo)不仅守护(hu)着天山南北的万亩(mu)棉田，更在(zai)人类与自然(ran)的对话中刻下新的坐标。那些在(zai)热浪中傲然(ran)绽放的棉铃，既是生命(ming)韧性的奇迹，更是科技工编辑以大地为纸、以汗水为墨写就(jiu)的壮美(mei)诗篇(pian)。

这一诗篇(pian)，也正是追光者的浪漫：把理想的根须扎进泥土，让创新的花(hua)朵(duo)开遍(bian)原野。