我国科学家破解水稻"长寿基因" 多年生稻种研发获突破

问题:传统水稻多为一年生,收获后植株衰老枯死,来年需要重新育秧、插秧和整地。随着劳动力成本上升、丘陵山区机械化水平不均衡,如何保证产量和品质的同时更减工降本,成为水稻生产和育种面临的现实问题。近年来,再生稻、双季稻等模式虽可提高复种指数或实现“一种两收”,但仍以一年生栽培稻为基础,难以从根本上改变“每年重启一季生产”的投入结构。 原因:多年生是部分野生稻天生具备的生物学特性,能够在结实后继续保持营养生长,并在茎基部等部位萌发新分蘖和新叶片,进入下一轮生长。过去多年生水稻研究主要依赖远缘杂交等传统路径,受亲缘关系远、遗传背景复杂等因素影响,育种周期长,关键机制也长期不清晰,限制了新品种快速创制与应用推广。 影响:此次研究的关键进展在于,科研团队首次锁定决定野生稻多年生能力的关键基因,并据此使栽培稻获得类似“持续更新”的生长特征:植株在抽穗结实的同时,下部仍能不断长出新叶和新分蘖,呈现“边结实、边更新”的状态。研究显示,有关材料最长已连续生长超过两年,说明多年生性状具备可实现性与一定稳定性。与多季稻、再生稻不同,多年生水稻不是通过增加一年内的种植季次或依靠留桩再生来增加收获次数,而是依托品种自身的多年生机制实现跨年度连续生产,有望减少重复整地、育秧和插秧等投入环节。 对策:业内人士认为,从实验室发现到田间品种推广仍需跨越多道关口。其一,要在“多年生”和“高产稳产”之间取得更好的平衡。多年生往往伴随更强的营养生长和持续分蘖,但粮食生产最终要落到稳定结实和适宜成熟期,下一步需通过育种与栽培协同,提升由营养生长向生殖生长转换的效率。其二,要尽快完善品质评价体系。目前成果以机理阐明与实验验证为主,口感、加工品质以及米质稳定性仍需在多点、多年的条件下系统鉴定。其三,要形成与免(少)耕条件相匹配的田间管理方案。多年连作可能带来表层养分富集、土壤结构变化以及病虫草害累积风险,需要配套侧深施肥、水肥一体化等精准施肥手段,将养分更有效地供给根系层,同时探索秸秆还田、轮作或间作等措施,兼顾地力培育与成本控制。其四,要明确适宜区域的技术边界。多年生水稻对温光水热、越冬条件及病虫害发生规律更敏感,尤其在低温霜冻频发地区,宿根能否安全越冬、来年返青是否整齐,都会直接影响产量与稳定性,需要通过分生态区试验明确适种范围与风险清单。 前景:从粮食安全与农业绿色发展的角度看,多年生水稻若实现品种化、标准化并与机械化配套,有望在三上释放潜力:一是减少重复耕整地与移栽用工,缓解劳动力约束;二是降低生产环节对土壤的扰动,为保护性耕作、节水灌溉以及肥药减量提供新的路径;三是为山区、坡地等不易规模化整地移栽的区域提供更灵活的种植选择。不过,该方向也面临育种目标更复杂、长期田间稳定性验证不足,以及种子体系与农艺体系需要重构等挑战,仍需科研、推广和产业端共同推进,把“关键基因发现”逐步转化为可复制、可推广的生产方案。

多年生水稻研究的意义,不只是让作物“多活几年”,更在于以机制性突破推动生产方式更新。面向未来,只有把科学规律、田间实践与产业需求衔接起来,让“长寿”与“高产、优质、可管、可控”同步落地,科研成果才能真正转化为稳产增收与绿色发展的支撑。