有沒有想過，

稻田也許有一天能像果園一樣，

種一次水稻，連年收獲？

我們熟悉的栽培稻是一年生糧食作物，

不過它的祖先——普通野生稻，

是一種多年生、匍匐生長的植物。

歷經(jīng)8年研究

中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)并克隆出

野生稻多年生生長基因——EBT1，

這一研究成果

有望實(shí)現(xiàn)水稻一次栽培，年年收獲。

上述研究成果

于北京時間3月20日由

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心

植物性狀形成與塑造全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

韓斌院士團(tuán)隊(duì)

和植物高效碳匯重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國科學(xué)院）

王佳偉研究員團(tuán)隊(duì)

以封面形式發(fā)表于

國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上

文章封面圖（中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心供圖）

  什么是EBT1？

  據(jù)韓斌院士介紹，研究團(tuán)隊(duì)以多年生東鄉(xiāng)野生稻W(wǎng)1943與一年生栽培稻秈稻廣陸矮四號雜交，通過追蹤它的性狀變化，最終定位并找到了一個關(guān)鍵基因，將它命名為Endless Branches and Tillers 1（EBT1），意為“無盡的分枝與分蘗”。

  3月18日，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心韓斌院士介紹科研成果。（王婷婷 攝）

  植物的一生一般經(jīng)歷種子萌發(fā)、營養(yǎng)生長、生殖生長和死亡等幾個階段。EBT1基因座位由兩個微小RNA（microRNA）基因——MIR156B和MIR156C——串聯(lián)排列組成。MIR156是植物的“年齡開關(guān)”，調(diào)控了植物的發(fā)育進(jìn)程：在幼苗期高表達(dá)，維持營養(yǎng)生長；隨植株成熟表達(dá)量遞減，推動轉(zhuǎn)向生殖生長，最終開花衰老。

  但研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，野生稻MIR156B和MIR156C雖也“隨年齡遞減”，卻在開花后分蘗節(jié)的腋芽中重新被激活。這一“重啟”，實(shí)現(xiàn)了野生稻生理學(xué)年齡的逆轉(zhuǎn)，即可以從生殖生長逆轉(zhuǎn)為營養(yǎng)生長，從而實(shí)現(xiàn)生理學(xué)年齡的重置，永葆青春。

MIR156BC的重置介導(dǎo)了水稻從一年生向多年生的轉(zhuǎn)變示意圖（中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心供圖）

  這項(xiàng)研究有何作用？

  有可能創(chuàng)制“多年生水稻”

  韓斌院士分享了水稻多年生的“理想狀態(tài)”：在控制營養(yǎng)生長的基礎(chǔ)上，同時保證植物的生殖生長，“植物能夠反復(fù)循環(huán)，不需要播種就能再生”。

  研究團(tuán)隊(duì)通過將EBT1與已知的兩個水稻匍匐基因PROG1和TIG1聚合，成功創(chuàng)制出能夠復(fù)現(xiàn)野生稻野草表型的“類野生稻”植株。目前已有能夠在田間存活兩年的多年生“類野生稻”。

生長了4個多月的“類野生稻”植株。（王婷婷 攝）

生長了兩年多的“類野生稻”植株。（王婷婷 攝）

  這一突破表明，通過雜交育種將野生稻型EBT1等位基因?qū)朐耘嗟颈尘?，有望將多年生生長特性重新引入高產(chǎn)栽培稻，為“多年生水稻”育種和“一種多收”的再生稻改良提供了寶貴的遺傳資源。

  該項(xiàng)研究成果意味著我們不僅找到了水稻“長壽”的鑰匙，為延長如今一年生水稻的壽命提供了可能，更為多年生作物的分子設(shè)計(jì)育種開辟了新路徑，為保障國家糧食安全，推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要的科技支撐。（《瞭望》記者丨王婷婷）