种一次收多茬，收稻有望如摘果
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中国科学院分子植物科学卓越创新中心找到水稻“长寿基因”种一次收多茬，收稻有望如摘果
2026年03月20日
来源： 文汇报
许琦敏
多年生水稻登上最新一期《科学》杂志封面，这个被学界公认为“困难重重”的课题，在上海得到了关键突破。（受访者供图）
作为一年生粮食作物，栽培稻只能种一次收一茬。能否让栽培水稻也像果树一样，一次种下就能连续多年不停地收获籽实？其实，野生水稻就具有多年生、循环结籽的本领，只是在数千年驯化过程中丢失了。上海科学家经过8年努力，从野生稻中找回了这一“长寿基因”，并将其成功送回栽培稻体内。
今天凌晨，这一展露出未来农业前景的突破，登上国际顶尖学术期刊《科学》杂志的封面。《科学》杂志在其报道中称：“试想一种每年自行生长，无需频繁耕地、重新播种的谷物，不仅可使农民节省劳力，还能减缓水土流失。”这个被学界公认为“困难重重”的课题，在上海得到了关键突破。
锁定水稻“年龄开关”，开启“逆龄生长”
播种、插秧、施肥、放水、收割……每种一季水稻都要花费大量劳力，这是因为水稻结籽后就会死亡，无法像果树那样，让一部分“身体”再次回到营养生长阶段的“幼态”，为下一次开花结籽做准备。
“其实，野生水稻是多年生的，能像果树一样反复结籽。”中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心主任韩斌研究水稻多年，深知要让水稻从“一年生”变成“多年生”，关键就在于让它在抽穗结实后，再次回到营养生长阶段。
为此，韩斌找到了王佳伟研究员。2018年，在他提议下，王佳伟尝试将他寻找植物“寿命开关”的研究拓展到水稻所在的禾本科。“植物控制寿命的基因开关是高度保守的，经过反复搜索、确认，我们锁定了两个串联排列的小RNA基因。”通过合作，王佳伟与韩斌一起找到了让水稻多年生的基因——MIR156B和MIR156C，将它命名为EBT1基因。
王佳伟解释，MIR156是很多植物的“年龄开关”，随着植物年龄增长，它的表达量会越来越少，植物也就从营养生长向生殖生长转变。不过，野生稻在开花后，这两个串联基因又会重新启动，使得水稻分蘖节的腋芽重新回到营养生长状态，将生长、开花、结籽的历程重复一遍。
为验证实验室里找到的结果，他们将EBT1与野生稻的匍匐基因聚合——新创制的水稻能像野生稻一样匍匐生长，而且在海南田间环境中已存活了两年，不止一次结出籽实。研究人员还将继续观察它究竟能有多“长寿”。
综合效益可观，未来种水稻会更省力
在分子植物科学卓越创新中心的人工气候室里，记者看到了来自海南的类野生稻——与茎秆直立、穗粒沉甸甸垂下的栽培稻不同，它完全匍匐在地，横向生长，连稻穗也只是略向上抬起。
“这次，我们带回来三株，其中一株已经存活了两年，也就是《科学》封面图上的那株。”论文的三位第一作者之一、韩斌研究组博士后戴冰馨说，另外两株只生长了4个月，是“同父异母”的两个品种，其中一株上已冒出好几串绿色的稻穗。研究人员正尝试通过杂交，让多年生水稻产籽能力不断提升。
韩斌表示，由于分子机制清晰，从野生稻转入的多年生基因可以稳定遗传给后代，未来的重头任务将是提高此类水稻的单产，“即便比不上现在的一年生水稻，其综合效益仍十分可观”。例如，在我国南方山区，存在大量梯田、坡耕地，种植一年生水稻不利于水土保持。若能改种多年生水稻，一次播种后，可连续收获几茬，甚至几十茬稻米，不仅可节省大量劳力，而且随着水稻的根系深入土壤，还能减少水土流失，将更多碳留在土地里。
“不卷”研究组何以屡登顶刊
这项研究不可谓不难，过程也并不轻松，可戴冰馨觉得“一点也不卷”，只是一步步“慢慢做”，今年2月投稿到《科学》，只过了一个多月就作为封面论文刊登。
其实，攻克一个被公认为“困难重重”的课题，8年时间并不算长。在王佳伟看来，这得益于中心近几年的前沿布局——引入了研究方向不同却互补的研究团队，使得创新养分的浓度迅速提高。由于中心有着浓厚的相互信任、开放合作的学术氛围，使得寻求支持极为便捷。“我们遇到任何问题，几乎都能在中心找到人帮忙解决。”王佳伟说，他们需要野生稻匍匐基因的材料，林鸿宣院士随手就拿了出来；他们要解析分子结构，植物结构生物学专家张余很快就帮忙解决……
该中心2024年共发表顶刊论文7篇，2025年更升至13篇，在国际植物学基础研究领域赢得了“第一”的口碑。韩斌表示，今年中心正在加紧组建知识产权转移转化专职部门，以加速前沿成果赋能种业，为我国粮食安全、农业发展作出贡献。
像种果树一样种水稻？多年生稻一种管三年！
2023-10-15 18:58:38
来源：央广网
央广网北京10月15日消息（总台中国之声记者富赜）据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道，这段时间正是全国秋收的黄金时节，在今年很多地方的水稻稻田里，有一种特别的水稻品种引来了关注，那就是由云南大学胡凤益团队领衔研究的多年生水稻。
这种水稻，可以种一次收多年，一次插秧可以连续收获十茬稻米，有望改变已经深入人心的，种一次收一次，年复一年周而复始的农业种植规律，大大减轻了耕作者的田间劳动强度和投入。
多年生水稻和常规水稻口感一样吗？被人类驯服的水稻，为什么从多年生变成了一年生？如今，当人类“反悔”了，我国科研团队用了什么办法让它找回了多年生的能力，并借此斩获《自然》杂志年度十大科学突破？
是什么让水稻从多年生变成了一年生？大多数的农作物，尤其是苹果、梨等木本作物，都是多年生，为何作为禾本植物的水稻却并非如此？云南大学资源植物研究院副研究员张石来介绍，水稻，即亚洲栽培稻，祖先其实也是多年生。稻属有22个野生种，这些野生资源当中很多都是多年生。水稻之所以从多年生变成一年生，实际上是人类花费近万年时间驯化改良的结果。
对于植物而言，一般存在有性和无性两种繁殖方式，有性繁殖对应种子，无性繁殖对应多年生。人类为了收获种子作为粮食，尽可能向高产的方向选育品种。而由于生殖耗费大量的能量，如果同一植株大部分能量用于结果实，势必会影响到无性繁殖的性状。选育的结果，就是水稻获得了高产，却丢失了多年生的性状。
锚定目标，20余年磨一剑
张石来介绍，植物实现无性繁殖和维持多年生的重要器官是地下茎。稻属中有一种原产于非洲的长雄野生稻，其突出特点是具有非常发达的地下茎，一整季能够长到两三米开外的地方。利用这一性状，科学家尝试用长雄野生稻与栽培稻进行杂交，并通过回交的方式保留既高产又多年生的性状。
多年生稻的研究缘起，是为了解决粮食安全与生态安全的平衡问题。在我国云南以及周边的东南亚国家，还种有许多陆稻，这些陆稻种在坡地上，完全没有田埂。在当地的地理和气候环境下，这种一年生作物带来大量的水土流失，同时也耗费了农民大量的人力、物力和财力。在这一背景下，云南大学胡凤益团队自1996年起致力于研究水稻的多年生化，并成功创制了多年生稻技术。
历经20余年，多年生稻的研究并非易事。由于野生稻与栽培稻的杂交属于远缘杂交，因此很难获得后代。最终通过利用幼胚挽救的方式，成功获得了RD23/长雄野生稻杂交种F1代。但即便如此，远缘杂交的后代并不稳定，常伴随许多遗传连锁累赘，这就需要花费大力气去除其中的不利性状。
多年生性状与产量协同也是个大难题，二者通常是此消彼长的关系。为此，研究人员开发了一系列与地下茎紧密连锁的分子标记，利用其进行辅助选择，加快育种进程。同时，培育的多年生稻同样采用根茎聚集的方式，使得现代化的高产栽培技术也同样适用。
比普通水稻难种？口感怎么样？
从生长环境来看，对温光水肥的要求，多年生稻与普通水稻基本一致，唯一不同的是冬季最冷月气温不能太低，低温持续时间不能太长。张石来介绍，如果平均气温不低于13℃，低于4℃的天气不超过5天，多年生稻就能安全越冬。因此，目前审定的多年生稻品种，主要在北纬26°以南的地区试点种植。
在大田试验条件下，多年生稻平均能够保持连续3~4年的生长，最长的多年生稻已经生长了7年，收获了14季。以西双版纳勐海县试验点为例，一次种植连续收获三年，能够保持早稻亩产超过600公斤，晚稻亩产超过400公斤，周年亩产量过吨，与当地主栽的常规稻相当，但与杂交水稻还有差距。
在品质上，多年生稻与普通水稻的外观、口感、安全性等方面也无本质区别。目前审定的品种有三个：多年生稻23、云大25、云大107，既有籼稻，也有粳稻，能够满足不同人群的需求。
事实上，除了水稻以外，高粱、小麦、玉米等农作物都有希望实现多年生，国际上也有“多年生作物研究联盟”这样的组织。张石来表示，目前我国多年生稻品种已在东南亚和非洲有了初步应用，且表现效果良好，未来还需要努力让多年生稻品种具有更好的抗性和广适性，应用到更多的国家和地区。
编辑:苏晓静
颠覆性“水稻变革”！胡凤益团队成功培育出“多年生水稻”，种一次可以收获十茬，就像割韭菜一样，全球粮食格局有望被中国彻底改写！_哔哩哔哩_bilibili
