紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是全球种植面积最大的优质多年生豆科牧草，兼具突出的经济与生态价值。我国苜蓿主产区集中在北方干旱半干旱区域，南方夏季高温叠加频繁强降雨的气候条件，严重制约引种苜蓿正常生长，常引发叶片早衰脱落、产草量下滑、病虫害高发等问题。如何在高温高湿复合胁迫下破解生长与抗逆的权衡矛盾，兼顾生物量积累与饲草品质，是南方苜蓿育种亟待攻克的关键科学难题与产业瓶颈。

FLZ（FCS-Like Zinc Finger）家族基因编码一类陆生植物特有的锌指蛋白，广泛参与调控植物发育与逆境胁迫应答。杨超团队前期的研究表明，AtFLZ13基因参与调控拟南芥开花时间、ABA 信号与细胞自噬过程（Mol Plant. 2023;16(7):1192-1211；Plant Commun. 2023;4(6):100636; New Phytol. 2024;241(3):1334-1347），具备同时调控植物生长发育和逆境适应的多重功能，相关基因和技术授权4件国家发明专利，是牧草抗逆遗传改良极具应用前景的分子靶点。

该研究通过基因工程的手段创制了拟南芥AtFLZ13基因过量表达的紫花苜蓿新种质，证实AtFLZ13可用于培育高产耐湿热苜蓿，突破了该领域优良育种靶点匮乏的困境。不同于传统基因改良常出现的 “抗逆提升但生长受抑” 的缺陷，异源过表达AtFLZ13可实现抗性与产量协同提升：湿热胁迫后转基因株系成活率由对照 中苜1号 的 15% 提升至 60% 以上，温室试验中株高、叶片数量、叶面积显著增大，地上鲜重、干重增幅达 50%–100%。生理与转录组解析表明，AtFLZ13通过上调 13 个POD等基因减轻氧化损伤，同时激活 10 个糖苷水解酶基因促进可溶性糖积累，从而构建起抗氧化损伤与渗透调节协同的防御体系。此外，本研究跨越 2025 和 2026 两个年度，在典型高温多雨的华南湿热生态区（广州）完成了涵盖2个和3个刈割再生生长周期的田间连续追踪试验，证实转基因品系在经历盛夏极端连阴雨与高温复合胁迫下仍具有显著持久的生长和农艺增产优势，为推进我国优质苜蓿“北草南移”战略提供了极具应用可行性的基因和种质资源。

相关成果以“Engineering transgenic alfalfa with improved biomass and enhanced heat-humidity tolerance ”为题近期发表在国际学术期刊Plant Physiology上。中国科学院华南植物园园艺科学研究中心杨超副研究员、已毕业硕士研究生李静、李玉萍助理研究员为共同第一作者，杨超副研究员和王瑛研究员为通讯作者。该研究得到中国科学院青年创新促进会会员项目和广东省特支计划青年拔尖人才项目的资助。论文链接：https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf191

图1.过表达AtFLZ13基因显著提高紫花苜蓿的产量和耐湿热性