我国科学家突破水稻育种技术瓶颈 成功培育多年生水稻新品种

问题——传统栽培稻以一年生为主,耕作季节性强、投入强度高。长期以来,水稻生产多沿用“育秧—插秧—田间管理—收割—翻耕”的年度循环。该模式成熟稳定,但也带来现实压力:一是整地、育插秧等环节用工强、对劳动力依赖高,在农村劳动力结构变化下,用工矛盾更突出;二是年度翻耕以及反复用水用肥推高成本,在部分地区还可能加重土壤扰动与面源污染等生态负担;三是极端天气增多时,环节越多、周期越长,风险暴露面越大。如何在不降低产量和品质的前提下减少投入、提高系统韧性,成为水稻生产转型需要回答的问题。 原因——多年生性状在驯化过程中被弱化,关键遗传基础需要从野生资源中“找回”。植物“割后再生”本质上是多年生策略:地上部完成生殖生长后会衰老,但地下组织(根系、根茎等)仍保持活性,在条件合适时再次萌发。野生近缘稻种中存在多年生类型,具备较强再生与越冬能力。但栽培稻在长期驯化与定向选育中,更强调高产、整齐一致以及便于管理收获等性状,涉及的遗传模块可能逐步削弱或丢失,导致多数品种呈现“一季结实后生命周期终止”的一年生特征。要恢复栽培稻的多年生潜力,关键是厘清遗传决定因素,并实现可控导入。 影响——锁定关键基因并验证功能,为构建“多年连收”水稻提供基础支撑。科研团队对大量野生稻材料进行系统筛查,锁定了具备多年生相关模块的资源,并通过与栽培稻杂交、构建遗传材料和精细定位,最终在较小基因组区段内锁定关键基因EBT1。研究表明,EBT1可影响水稻在一次开花结实后的生长阶段转换,使植株重新进入营养生长并继续分蘖,从而具备持续再生的生物学基础。在此基础上,科研人员将该基因与匍匐生长等相关性状进行组合,获得更接近野生稻生存策略的材料类型,田间持续生长能力较好。该进展既回答了“多年生从何而来”的关键科学问题,也为后续品种创制提供了明确靶点与路径。 对策——以分子机制解析为牵引,推动育种、农艺与装备协同,确保“可种、可管、可收、可推广”。多年生水稻的价值不止在于“能再生”,更在于能否实现稳定产量、具备抗逆性、适配机械化,并形成可复制的区域化栽培方案。下一步需多线推进:一是加快遗传改良与品种选育,围绕产量构成、结实率、抗病虫、抗倒伏与再生能力的平衡进行系统优化,避免再生性增强引发产量或品质波动;二是完善配套农艺体系,聚焦留茬高度、再生期肥水管理、病虫草综合防控等关键环节,形成适用于不同生态区的技术规程;三是推进农机装备适配,探索与直收、少免耕等模式衔接的田间作业体系,降低管理门槛;四是加强生态与经济评估,系统核算减少翻耕、节水节肥、减排增汇等潜在收益,同时评估多年连作下病虫害累积风险与土壤养分变化,确保可持续。 前景——多年生水稻或为绿色增产与粮食安全带来新变量,但规模化应用仍需时间检验。随着关键基因与调控网络逐步明晰,水稻从一年生向多年生转变的“开关”正被更精准地掌握。若能在不同区域实现稳定越冬或稳定再生,并在连续收获中保持产量与稻米品质,多年生水稻有望在劳动力紧缺、耕地质量保护与低碳农业等释放综合效益:减少翻耕次数可降低土壤侵蚀风险并改善耕层结构;减少育插秧等环节有助于节工降本;投入品优化有望减轻面源污染,提升农业绿色发展水平。同时也要看到推广的边界条件:不同纬度与海拔地区的越冬能力、连作下病虫草害压力、品种适配与农艺管理要求等,仍需更大范围、多年份田间试验持续验证与完善。总体来看,这一进展为水稻生产方式变革提供了新思路,也为探索更可持续的粮食生产体系提供了重要支点。

从野生稻中寻找关键遗传密码,并将其转化为可用于生产的育种工具,说明了我国在作物基础研究与应用转化上的长期积累。面向未来——粮食安全不仅要增产——也要增强韧性、提升绿色水平。让水稻在田间具备更强的持续生产能力,既可能重塑传统耕作方式,也为农业可持续发展提供了一条值得期待的新路径。