问题——一年生栽培稻生产效率高，但生态代价不容忽视 水稻是我国乃至全球最重要的粮食作物之一。目前大面积种植的栽培稻多为一年生，株型直立、籽粒不易脱落等性状有利于规模化生产。但“一年生”也意味着每季收获后都要重新整地、育秧并移栽或播种，人工和农机投入较大；在坡耕地、丘陵山地等区域，反复耕作还可能加剧水土流失，影响地力稳定。如何在保证产量和品质的同时，培育可多年连续收获的新型水稻，已成为育种与农业可持续发展的重要方向之一。 原因——驯化过程中多年生性状逐渐丢失，关键基因长期未明 水稻的祖先野生稻具有多年生特征，收获后可继续萌发再生，实现多次生长与收获。但野生稻常见匍匐生长、颖壳颜色深、易落粒等性状，不适合现代生产。长期以来，科研界普遍认为栽培稻在驯化中获得了高产、抗倒伏、便于收获等优势，同时失去了多年生再生能力。由于多年生性状遗传基础复杂、定位难度高，传统杂交选育周期长、效率有限，难以将多年生优势精准导入栽培稻。核心制约在于关键遗传因子及其调控机制一直不清楚。 影响——首次克隆EBT1，补上“多年生转一年生”的关键拼图 记者从中国科学院分子植物科学卓越创新中心获悉，该中心对应的全国重点实验室和重点实验室研究团队通过正向遗传学策略，在国际上首次克隆到决定野生稻多年生习性的关键基因EBT1，并发现该基因座表达模式的变化，是水稻驯化过程中由多年生转向一年生的重要原因。相关论文以封面形式发表于国际期刊《科学》。 据介绍，研究团队以多年生东乡野生稻与一年生栽培稻籼稻材料杂交，构建遗传分析群体并进行精细定位，最终锁定并克隆EBT1。研究显示，EBT1由两个串联排列的微小RNA基因组成。更的表达与机制研究表明，在野生稻中，这些微小RNA会在开花后于分蘖节腋芽中再次被激活，使腋芽发育程序发生“重置”，恢复营养生长能力并持续产生新分蘖，从而表现出更强的再生能力和无性繁殖特征。研究还提出，这个“重启”与该基因座位的表观修饰状态密切相关，为多年生性状的分子调控提供了直接解释。 业内人士认为，该成果不仅回答了“多年生基因是什么、如何发挥作用”等关键科学问题，也为分子设计育种提供了明确靶点，有助于缩短育种周期、降低不确定性，推动多年生水稻从概念验证迈向可育种、可评估、可应用的新阶段。 对策——从基因发现到材料创制仍需系统集成与区域验证 在机制研究基础上，团队进一步将EBT1与已知影响匍匐株型的相关基因进行聚合，创制出可重现部分野生稻表型的“类野生稻”材料，并在海南陵水的田间条件下实现两年以上存活，显示出较强的连续生长能力。 不过，多年生水稻的培育并非靠单一基因即可完成。业内分析认为，真正面向生产的多年生水稻需要在再生能力、稳产性、抗逆性、抗病虫性、抗倒伏、成熟一致性和收获便利性之间取得平衡，同时兼顾产量与品质，避免匍匐过度、易落粒等野生性状带来风险。下一步还需在更丰富的遗传背景中筛选材料、优化基因组合，并在不同生态区开展多点多年试验，形成与栽培制度、农机农艺相匹配的综合方案。 前景——或为丘陵山地稻作提供新选择，服务粮食安全与绿色发展 研究团队提出，多年生水稻未来的应用场景可能与平原高标准农田有所不同。与长江中下游、东北等适宜规模化一年生稻作的区域相比，多年生水稻在贵州、云南、福建等丘陵山地或坡耕地可能更具潜在价值：通过减少整地次数和土壤扰动，降低水土流失风险，缓解劳动力紧缺带来的种植压力，并为探索更生态友好的稻作制度提供工具。 同时，多年生并不意味着取代一年生。相关专家指出，我国稻作体系复杂，一年生高产栽培稻仍是稳产保供的基础；多年生水稻更可能作为特定地形与生产条件下的补充选择，与现有品种体系形成互补。随着关键基因与调控网络逐步清晰，加之育种技术进步与农机农艺协同，未来多年生稻作的可行性、经济性与生态效益有望得到更系统的评估。
这项研究揭示了水稻多年生性状的关键分子机制，为多年生水稻育种提供了重要靶点，也为粮食安全与农业绿色发展带来新的技术思路。在气候变化加剧、耕地资源趋紧的背景下，多年生粮食作物的研发将成为农业科技的重要方向之一。此次发现也为其他谷物作物的遗传改良提供了参考，具备深入转化应用的潜力。