中国科学家成果登《科学》封面，对粮食生产有何意义？

人类祖先在水稻驯化过程中，为了培育出高产与优质的产品，不经意间“丢弃”了野生稻的长寿基因。而最新的一个成果发展，又找到了这种“永葆青春”的基因密码。

北京时间3月20日凌晨2点，中国科学院分子植物科学卓越创新中心，植物性状形成与塑造全国重点实验室韩斌院士团队和植物高效碳汇重点实验室（中国科学院）王佳伟研究员团队，以封面形式在国际权威学术期刊《科学》（Science）上发表论文，该研究首次克隆了决定野生稻多年生生活习性的关键基因EBT1，并阐明了该基因座位表达模式的改变是水稻在驯化过程中由多年生向一年生转变的关键。

该研究不仅深化了人们对植物生活史策略演化的认识，而且为水稻品种的多年生化改良及再生稻育种提供了重要的理论依据和基因资源。

通俗来说，植物的一生一般经历种子萌发（幼年期）、营养生长（长叶片，成年期）、生殖生长（开花结果，生殖生长期）和死亡等几个阶段。研究团队发现，多年生野生稻长寿的秘密在于发育程序的逆转，即可从生殖生长（开花结果）逆转为营养生长（长茎、分支和叶片），从而实现生理学年龄的重置，永葆青春。

人类把多年生野生稻驯化成一年生栽培稻，提高了水稻单季产量，但是也增加了栽培成本。如果能在目前一年生栽培稻的基础上，添加多年生的能力，就有可能在条件适合的地方，实现水稻播种一次，每年能自行生长、无需耕田犁地重复播种和多季收获的目的。这将帮助农民节省劳力，减缓水土流失。该研究成果为实现这一目标提供了有价值的遗传信息和资源。

为了找到决定该多年生表型的关键基因，研究团队以多年生东乡野生稻W1943与一年生栽培稻籼稻广陆矮四号杂交，构建染色体替换系，开展了正向遗传学研究。利用精细的图位克隆技术，最终定位并克隆到该基因，命名为Endless Branches and Tillers 1（EBT1）。研究发现，该基因座位由两个串联排列的微小RNA（microRNA）基因——MIR156B和MIR156C组成。

在此基础上，研究团队进一步通过将EBT1与已知的两个水稻匍匐基因PROG1和TIG1聚合，成功创制出能够复现野生稻野草表型的“类野生稻”植株。

植株在海南田间环境中已存活两年多 金叶子/摄

“这一突破表明，通过杂交育种将野生稻型EBT1等位基因导入栽培稻背景，有望将多年生生长特性重新引入高产栽培稻，为‘多年生水稻’育种和‘一种多收’的再生稻改良提供了宝贵的遗传资源。同时，对降低劳动投入和生产成本，保障粮食安全和推动农业可持续发展具有重要意义。”韩斌对第一财经在内的媒体介绍。

他说，未来如果把这个基因导入到像野燕麦草这样里去，对提高产量有很大的意义，“但是改造现有的栽培作物还有很多路要走，希望能让它们的营养生长跟生殖生长达到一个平衡，而且转换的周期要短，也能减少损失”。

韩斌说，虽然中国科学院分子植物科学卓越创新中心更擅长的是做基础研究，但是他们和应用也结合得很紧。“如果我们要培育多年生的水稻是可以培育出来的，但是要去尝试不同的生态型、不同的材料，同时要匹配一些相关的基因。大概四到五年就能筛选培育出来，年产能达到300—400公斤，不需要每年播种从而减少劳动力，并达到更好的生态平衡，相比一般的水稻(500公斤年产)损失一点产量也是值得的”。