《科学》封面：水稻“长寿基因”发现，种一次收N年！学界公认难题在上海突破

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。

3月20日凌晨，这一展露出未来农业前景的突破，登上了国际顶尖学术期刊《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卓越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。

为了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”。

种一次收多茬，未来种水稻会更省力

在分子植物卓越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。

仅生长4个月的多年生水稻，其中一株已经抽穗

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，但其综合效益仍十分可观”。

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，不仅可节省下大量劳力，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。

“未来的稻田可能与现在截然不同，会更像果园，待到稻穗成熟，就能直接采摘。”王佳伟设想，将来或许会有与之配套的智能农业机器人出现。

“不卷”研究组何以屡登顶刊

这项研究不可谓不难，过程也不可谓不苦，可戴冰馨却觉得“一点也不卷”，日常并没有刻意加班熬夜，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——他们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。

王佳伟、韩斌与博士后戴冰馨、高级工程师吕丹凤（从左到右）一起研讨多年生水稻课题。

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年一共发表顶刊论文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、农业发展做出贡献。