上海
撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
植物展现出多种多样的生活史策略。水稻（栽培稻）是全球种植最广泛的主粮作物之一，作为一年生植物进行栽培，而其祖先野生稻，却具有多年生的生长习性，表现为持续的营养生长和反复的繁殖。在水稻驯化过程中，这种多年生的生长习性基本丧失，这代表着水稻生活史策略的一个重要转变。然而，导致这一转变的遗传基础，一直是未解之谜。
2026 年 3 月 19 日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士团队、王佳伟研究员团队合作（戴冰馨、吕丹凤、陈二旺为论文共同第一作者），在国际顶尖学术期刊Science上发表了题为：Resetting of a tandem microRNA156 enables vegetative perennial growth in rice 的研究论文，该论文还被选为当期封面论文。
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。
野生稻是栽培稻的祖先，是一种多年生的匍匐植物，这项最新研究揭示了野生稻多年生生长习性的秘诀在于由miRNA引导的发育逆转。封面图展示了将多年生基因与匍匐生长基因相结合，使栽培稻能够模拟野生稻的生长发育过程，这些发现为未来开发多年生水稻品种铺平了道路。
在这项最新研究中，研究团队利用 446 份多年生野生稻材料，对与多年生生长习性相关的性状进行了研究。在栽培稻的直接祖先——普通野生稻（Oryza rufipogon）中，与多年生生长习性相关的一个关键性状是草本状的植株结构，其特征为分蘖广泛、花序逆转和营养繁殖——这种表型在现代栽培稻中基本不存在。
研究团队鉴定出一个含有串联 microRNA156 基因（MIR156BC）的基因位点。通过表达模式分析和表观基因组学分析，研究团队分析了 miR156 丰度的动态变化如何促进普通野生稻的营养多年生生长习性。最后，研究团队探讨了通过将该基因位点以及与匍匐生长相关的位点导入栽培稻，是否能够重现普通野生稻的营养多年生生长习性。
具体来说，研究团队鉴定并命名了决定野生稻多年生的关键基因——EBT1（Endless Branches and Tillers 1），该基因座由两个串联排列的微小 RNA（microRNA）基因——MIR156B 和 MIR156C（MIR156BC）组成。携带 EBT1 等位基因的野生稻在开花后会表现出旺盛的分蘖芽生长和持续的营养生长。
从机制上讲，与现代一年生栽培稻品种中的 MIR156BC 不同，野生稻中的 MIR156BC 在开花后发育中的分蘖芽中可以重新设定表达。这种表达模式与 EBT1 调控区域的染色质可及性增加以及抑制性表观遗传标记 H3K27me3 的减少有关。
在上述发现的基础上，研究团队将 EBT1 基因与已知的两个水稻匍匐基因 PROG1 和 TIG1 聚合，成功让一年生栽培稻在很大程度上重现了野生稻的营养生长多年生习性，在海南田间环境中至少可以存活两年。
总的来说，该研究确定了 MIR156BC 是水稻多年生的关键决定因素。在野生稻中，MIR156BC 位点独特的表观遗传状态使其在开花后能够重置，进而导致花器官退化和营养生长的多年生特性。这项研究不仅为谷类作物多年生特性的遗传基础提供了新的见解，也为未来开发可持续的多年生水稻品种铺平了道路。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv2188
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