2026年3月19日，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聯(lián)合攻關(guān)的成果，在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《Science》正式發(fā)表，并被選為當(dāng)期封面論文。

研究團隊首次克隆了決定野生稻多年生生活習(xí)性的關(guān)鍵基因——EBT1（Endless Branches and Tillers 1），并闡明了該基因座位表達(dá)模式的改變，正是水稻在馴化過程中由多年生向一年生轉(zhuǎn)變的核心機制。

論文標(biāo)題簡潔而意味深長：Resetting of a tandem microRNA156 enables vegetative perennial growth in rice（串聯(lián)miRNA156的重置使水稻獲得營養(yǎng)體多年生生長能力）。

"Resetting"——重置，這個詞道破了天機。野生稻的多年生并非擁有栽培稻所不具備的特殊基因，而是同一個基因位點，在開花后能否"重啟"表達(dá)。

野生稻的秘密：會"逆生長"的植物

在稻田的角落，野生稻依然保持著它原始的模樣：匍匐在地，分蘗叢生，開花后不會整株枯死，而是繼續(xù)抽出新芽，進入下一輪生命周期。

這種多年生特性，曾讓野生稻在漫長的進化史中占據(jù)優(yōu)勢。但約一萬年前，當(dāng)人類開始馴化水稻時，情況發(fā)生了改變。為了獲得更高的產(chǎn)量和更整齊的收獲期，古人無意中選擇了那些成熟后統(tǒng)一枯死的植株——一年生的特性由此被固定下來。

馴化，是一場關(guān)于生存策略的取舍。

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聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，野生稻之所以能保持多年生，關(guān)鍵在于一種名為miR156的小分子RNA。這種分子就像植物體內(nèi)的"青春維持因子"，能夠讓開花后的植株"返老還童"，重新啟動營養(yǎng)生長。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：EBT1基因——多年生的"開關(guān)"

研究團隊從446份多年生野生稻材料入手，經(jīng)過長期探索，終于鎖定了一個決定性基因位點，并將其命名為EBT1（Endless Branches and Tillers 1，無盡分枝與分蘗）。

這個基因座由兩個串聯(lián)排列的微小RNA基因MIR156B和MIR156C組成。在野生稻中，EBT1在開花后會在分蘗芽中"重新激活"，讓植株繼續(xù)保持旺盛的營養(yǎng)生長能力。

問題的關(guān)鍵在于表觀遺傳調(diào)控。

研究發(fā)現(xiàn)，野生稻的EBT1基因區(qū)域具有獨特的染色質(zhì)狀態(tài)：染色質(zhì)更加開放，同時抑制性標(biāo)記H3K27me3顯著減少。這種表觀遺傳"印記"讓MIR156BC在開花后能夠"重置"表達(dá)，而栽培稻則失去了這種能力。

換句話說，水稻從多年生變?yōu)橐荒晟皇且驗榛虮旧淼母淖?，而是因?strong>基因表達(dá)調(diào)控模式的轉(zhuǎn)變。

從實驗室到田間：讓栽培稻"活"過兩年

發(fā)現(xiàn)原理只是第一步，真正的挑戰(zhàn)在于應(yīng)用。

研究團隊設(shè)計了一個巧妙的實驗：他們將EBT1基因與兩個已知的匍匐生長基因PROG1和TIG1進行聚合，導(dǎo)入現(xiàn)代栽培稻中。

結(jié)果令人振奮——改造后的栽培稻在海南田間環(huán)境中成功存活了至少兩年，展現(xiàn)出類似野生稻的多年生生長習(xí)性：開花后不枯死，持續(xù)產(chǎn)生新分蘗，實現(xiàn)多次收獲。

這意味著，理論上我們有望培育出"一次種植、多年收獲"的水稻新品種。

為什么是多年生？農(nóng)業(yè)的未來想象

你可能會問：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已經(jīng)如此發(fā)達(dá)，為什么還要追求多年生水稻？

答案藏在可持續(xù)農(nóng)業(yè)的愿景中。

首先，減少耕作成本。多年生作物無需每年重新整地、播種，能大幅降低勞動力和機械投入，這對丘陵山區(qū)尤為重要。

其次，保護土壤生態(tài)。免耕或少耕可以減少水土流失，維持土壤微生物群落，降低農(nóng)業(yè)面源污染。

第三，應(yīng)對氣候變化。多年生作物根系更發(fā)達(dá)，碳固存能力更強，有助于農(nóng)業(yè)減排。

全球范圍內(nèi)，多年生作物的研究已成為熱點。國際水稻研究所（IRRI）早在多年前就啟動了多年生稻項目，但主要依賴非洲長雄野生稻的雜交，進展緩慢。中國團隊此次從亞洲栽培稻的祖先——普通野生稻入手，利用基因編輯和分子設(shè)計育種，為多年生水稻研究開辟了全新路徑。

中國智慧：從基因組到育種實踐

這項研究的發(fā)表，是中國水稻基礎(chǔ)研究的又一里程碑。

韓斌院士團隊長期致力于水稻基因組學(xué)研究，曾主導(dǎo)完成水稻基因組圖譜繪制，建立了全球最大的水稻基因組變異數(shù)據(jù)庫。王佳偉研究員則在植物發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域深耕多年，特別關(guān)注小分子RNA在植物發(fā)育中的調(diào)控作用。

兩個團隊的跨界合作，讓這項研究既有深度又有廣度。

從446份材料的群體遺傳學(xué)分析，到單基因的功能驗證，再到表觀遺傳機制的解析，最后完成田間回交驗證——這是一個完整的故事鏈條，展現(xiàn)了現(xiàn)代植物科學(xué)研究的標(biāo)準(zhǔn)范式。

更難得的是，這項研究完全立足中國本土資源。普通野生稻分布于中國南方至東南亞的沼澤地帶，是中國珍貴的野生種質(zhì)資源。保護好、研究好、利用好這些資源，是中國科學(xué)家的責(zé)任，也是機遇。

距離應(yīng)用還有多遠(yuǎn)？

盡管成果令人興奮，但從實驗室到田間大面積應(yīng)用，仍有漫長的路要走。

產(chǎn)量問題是首要挑戰(zhàn)。野生稻的多年生特性往往伴隨著較低的種子產(chǎn)量，如何在保持多年生的同時維持高產(chǎn)量，需要精細(xì)的遺傳調(diào)控。

適應(yīng)性是另一關(guān)鍵。海南的熱帶氣候適合多年生生長，但在長江流域或東北地區(qū)，冬季低溫如何越冬，需要進一步研究。

此外，多年生作物的病蟲害累積風(fēng)險、多年收獲后的品質(zhì)穩(wěn)定性等問題，都需要在后續(xù)研究中逐一解答。

但無論如何，這項研究為我們打開了一扇門。它證明，通過精準(zhǔn)的遺傳設(shè)計，我們可以重新"編輯"作物的生命周期，讓農(nóng)業(yè)更貼近自然的節(jié)律。

一萬年前，人類選擇了水稻，水稻也選擇了人類。在這場漫長的馴化之旅中，我們?yōu)榱搜矍暗氖斋@，暫時放下了"永恒"的可能。

今天，當(dāng)農(nóng)業(yè)面臨資源緊張、氣候變化的挑戰(zhàn)，重新審視祖先留下的野生種質(zhì)資源，或許能找到面向未來的答案。

讓水稻"活"得更久一點，讓土地休息得更多一點，讓農(nóng)民的腰彎得更少一點。

這，就是科學(xué)的意義。