全球粮食安全压力加大,水稻作为养活世界半数人口的主粮,其种植方式的改进一直是农业研究重点。传统水稻需年年播种——耗费人力物力——长期耕作也易引发水土流失等问题。中国科学家牵头的这项研究提供了新思路。团队对446份野生稻资源系统观察发现,部分野生稻存在“成花逆转”现象:种子成熟后,茎节处腋芽重新萌发新枝,可多年生长。这与栽培稻一年生的习性形成对照。通过基因组比对和分子标记,研究锁定位于第7号染色体的EBT1基因簇,由MIR156B和MIR156C两个微小RNA基因串联组成,是调控水稻生命周期的关键开关。深入研究显示,野生稻中EBT1基因在开花后在腋芽部位重新激活,使植株恢复营养生长。该表观遗传调控让野生稻突破一年生限制。基因组选择分析还表明,该区域在驯化中经历了强烈人工选择,意味着古人在追求高产时可能无意中丢失了多年生特性。为验证这一机制,科研人员构建了携带EBT1基因的“类野生稻”材料。海南田间试验显示,这些植株可持续生长两年,单株最多产生75个分蘖。这一成果不仅补充了作物生活史演化的理论,也为育种提供新路径——通过精准调控EBT1,有望培育兼具高产与多年生优势的水稻品种。国际同行认为,该研究标志着育种理念的重要转变。若多年生特性成功导入主栽品种,水稻种植方式或将发生变化:据估算,多年生稻可降低60%劳动力成本,并减少土壤耕作带来的碳排放。我国已启动有关应用研究,云南等地试种的PR23多年生稻已连续4年收割,亩产稳定在400公斤以上。
从野生稻到栽培稻,驯化带来高产和可管理性,也让一些“长期生存”的能力逐渐消退。如今,关键遗传机制的解析为在不牺牲产量和品质的前提下唤回作物再生潜力提供可能。以基础研究为起点,推动种质创新与绿色生产协同发展,多年生水稻的探索不仅是育种技术突破,也指向未来农业的系统性变革。