據(jù)近日消息，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心韓斌院士團隊與王佳偉研究員團隊的水稻研究成果以封面形式發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
該研究首次克隆出決定野生稻多年生生活習(xí)性的關(guān)鍵基因EBT1，闡明了水稻馴化中從多年生向一年生轉(zhuǎn)變的分子機制，還成功創(chuàng)制出多年生“類野生稻”植株。
栽培稻是全球核心一年生糧食作物，但其祖先普通野生稻為多年生匍匐植物，這一馴化轉(zhuǎn)變的原因此前一直是未解之謎。
研究團隊先對446份野生稻資源開展系統(tǒng)表型考查，再以多年生東鄉(xiāng)野生稻W(wǎng)1943和一年生栽培稻秈稻廣陸矮四號雜交構(gòu)建染色體替換系，通過正向遺傳學(xué)研究與精細圖位克隆技術(shù)，最終定位并克隆出關(guān)鍵基因EBT1。
研究發(fā)現(xiàn)，EBT1是野生稻實現(xiàn)多年生的核心，該基因在野生稻種子成熟后可被重新激活，實現(xiàn)生理年齡重置、無性繁殖，而人類在馴化水稻時，為追求高產(chǎn)和緊湊株型，無意間“丟棄”了這一基因，導(dǎo)致栽培稻成為一年生作物。
基于此，團隊將EBT1與兩個已知水稻匍匐基因聚合，創(chuàng)制出能復(fù)現(xiàn)野生稻表型的“類野生稻”植株，其無性繁殖能力強，在海南田間環(huán)境中已存活至少兩年。
這項研究不僅深化了人類對植物生活史策略演化的認知，還為水稻品種的多年生化改良、再生稻育種提供了重要的理論依據(jù)和基因資源。
未來培育出的多年生水稻有望實現(xiàn)“種一次、收多年”，大幅節(jié)省耕地、勞動力與種子成本，同時減少水土流失，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具備重要的應(yīng)用價值。