问题——传统栽培稻“一年一熟”制约劳动投入与资源效率提升。 水稻是我国重要口粮作物,但目前广泛种植的栽培稻多为一年生作物。每个种植季通常都要经历翻耕整地、育秧、移栽(或直播管理)等环节,劳动投入大、生产组织成本高。同时,频繁耕作可能造成土壤结构扰动和养分流失,部分地区还面临农忙季用工紧张等问题。让水稻像部分多年生植物一样收获后再生、持续抽穗结实,一直是农业生产关注的方向。但多年生性状机制复杂、育种难度高,长期缺少明确的关键调控“开关”。 原因——驯化选育侧重高产性状,野生稻“多年生能力”在进化与选择中被弱化。 研究人员指出,栽培稻的祖先来自野生稻资源。在自然环境中,一些野生稻能够年复一年萌发分蘖、持续生长并结实,具有“多年生”特征。进入人类驯化与定向选育后,品种改良更强调籽粒产量、整齐度和成熟一致性等性状,涉及的遗传因素在长期选择中可能被削弱或丢失,使栽培稻在完成结实后更容易进入衰老过程。要让多年生水稻从概念走向可稳定利用的品种,必须在分子层面回答“多年生性状由哪些因素决定、如何调控、怎样稳定表达”等关键问题。 影响——EBT1基因“现身”,为多年生水稻育种提供可操作的分子靶标。 最新研究表明,我国科研团队在野生稻中首次克隆出决定多年生特征的重要基因EBT1。该基因由两个串联的微小RNA基因构成,是调控植物发育的重要因子。研究深入发现,野生稻在完成一轮结实后不易衰亡,关键在于相关微小RNA的表达状态能够被“重置”,使植株从生殖生长阶段回到营养生长阶段,继续萌发新分蘖并保持生长活力,从而实现多轮抽穗结实。相比之下,栽培稻成熟结实后更容易启动衰老路径,再生能力受限。 在育种材料创制上,团队将EBT1与影响株型和生长习性的相关基因进行聚合,获得可海南田间持续存活至少两年的“类野生稻”材料,为后续遗传改良和品种选育提供可持续利用的活体资源。业内人士认为——该进展不仅在于发现基因——更在于将多年生性状从难以拆解的综合性状,转化为可追踪、可设计、可验证的育种目标,为品种创新提供了清晰路径。 对策——从基础发现走向应用落地,需统筹产量、品质、抗性与区域适配。 多年生水稻要进入生产体系,仍需跨越从材料到品种的多重环节。首先是产量与品质的协同提升:多年生材料需在多季收获中保持稳定结实率、籽粒充实度和品质一致性,避免出现“能再生但不高产”或“多次抽穗但品质波动”等情况。其次是抗性与栽培制度适配:生长周期更长,对病虫害以及低温、干旱、涝害等逆境的综合抗性要求更高,也需要匹配相应的田间管理、养分调控与收获方式。再次是区域化验证:不同生态区的光热水土条件差异明显,多年生稻在南方越冬再生、北方越冬安全性以及轮作制度中的适配性,都需要通过多点多年试验评估。 因此,下一步应加强基础研究与应用育种协同,推动关键基因的分子标记应用和育种策略优化,完善多季生产条件下的评价体系,并与农机、栽培、植保等环节衔接,形成可复制的技术模式。 前景——有望带来“省工降本、减少扰动、提升资源利用率”的综合效益。 业内分析认为,多年生水稻若实现规模化应用,可能带来三上收益:一是降低劳动与组织成本,减少每年重复整地、育苗移栽等环节对劳动力的依赖;二是减少频繁耕作造成的土壤扰动与养分流失,有利于水土保持和生态友好型农业;三是提升光热资源利用效率,尤其在南方具备越冬再生条件的地区,有望探索更灵活的多季生产安排,为稳产增产提供新选择。同时,多年生水稻研发也将带动野生稻资源价值挖掘与种质创新能力提升,为我国水稻育种体系持续迭代提供支撑。
从发现关键基因到阐明机制,再到田间材料创制,这若干进展显示,我国正加快打通水稻基础研究与育种创新的衔接链条。面对粮食安全与农业绿色转型的双重需求,多年生水稻探索不仅是品种形态的更新,也是在重新设计传统耕作方式与资源利用路径。要把科学突破转化为农民看得见、算得清的增收与减负,仍需更扎实的区域试验、配套制度与产业协同,但“种一次、收多季”的目标已经迈出关键一步。