春种秋收、年年插秧,是千百年来水稻种植的固有模式,如今这一传统耕作格局有望被打破。近日,我国科研团队在多年生水稻研究领域取得世界级突破,成功破解水稻“返老还童”的生命密码,克隆出控制水稻多年生习性的关键基因,让一年生栽培稻具备了多年生长、连年收获的潜力,相关成果以封面形式发表于国际顶级学术期刊,为全球稻作育种与农业可持续发展注入中国智慧。
我们日常种植的水稻均为一年生作物,开花结实后便会衰老枯死,农户每年都要重复育秧、犁田、移栽等繁琐工序,耗时耗力还增加生产成本。而水稻的祖先野生稻,天生具备多年生生长的“长寿天赋”,能在开花结果后逆转生理状态,重新进入营养生长阶段,实现生生不息。历经多年科研攻关,我国科学家团队通过海量野生稻资源比对与精细定位,成功找到并克隆这一关键基因,揭开了水稻从多年生驯化为一年生的演化奥秘,也找到了唤醒栽培稻“长寿基因”的钥匙。
这项突破的核心,就是让水稻实现“生理年龄重置”。科研团队发现,克隆的关键基因能在水稻开花结实后,重新激活植株分蘖节的腋芽,让水稻从生殖生长逆转为营养生长,如同“返老还童”一般萌发新芽、持续生长,而非开花后迅速衰老。不同于传统再生稻仅能收割一茬、次年仍需重种的局限,该技术培育的多年生水稻,可实现一次播种、多年连续收获,彻底省去每年的育苗插秧环节,大幅降低农户劳作强度与种植成本。
相较于以往多年生稻杂交育种周期长、机理不明确的难题,本次研究采用基因精准克隆技术,在保留高产栽培稻优良性状的前提下,唤醒其沉睡的多年生天赋,不仅育种效率大幅提升,也为后续品种改良奠定了坚实基础。目前,科研团队已成功培育出可在田间存活两年以上的多年生水稻植株,长势稳定且性状优良,后续将重点平衡多年生特性与产量、品质的关系,攻克地力维护、病虫害防控等配套技术难题。
从农业发展大局来看,多年生水稻的突破意义深远。一方面,它能大幅节约劳动力,缓解农村劳动力短缺带来的种植压力,尤其适合丘陵山区、坡耕地等不便机械化作业的区域;另一方面,免耕种植模式能减少土壤扰动,保护耕地生态,实现节水节肥、绿色增产。这一技术不仅改写了水稻的生长法则,更为保障粮食安全、推动农业转型升级提供了全新路径,未来随着品种优化与推广落地,“种一次、收多年”的稻田美景将从科研照进现实,让中国稻作技术领跑全球。
业内专家表示,此次多年生水稻研究突破,是我国农业基础研究与育种创新的又一里程碑。后续科研团队将加快品种选育与田间试验,尽快推出高产、优质、易种植的多年生稻新品种,让这项惠及亿万农户的技术早日惠及田间,书写我国现代农业高质量发展的新篇章。