在全球粮食安全面临挑战的背景下,作物多年生化研究成为农业科技前沿领域。
栽培稻作为重要主粮,其野生祖先本具有多年生特性,却在人类驯化过程中逐渐丧失这一优势性状,这一现象长期困扰学界。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心联合团队经过系统研究,最终锁定东乡野生稻W1943中的EBT1基因,解开了这一世纪谜题。
研究显示,该基因由两个微小RNA基因MIR156B和MIR156C串联构成,能通过调控植物发育"年龄开关",使野生稻在开花后重新激活腋芽生长,实现"成花逆转"。
团队通过构建染色体替换系证实,现代栽培稻在人工选择高产性状过程中,无意中丢失了这一关键基因的活性。
这一发现具有多重应用价值。
从农业生产角度看,多年生水稻可减少90%以上的耕作劳动,种子投入降低80%,同时改善土壤结构。
据测算,其单季生长周期约3-4个月,可实现"一种多收"的果园式管理。
从生态效益看,特别适合在坡耕地等边际土地上推广,预计可使我国适宜种植区域扩大15%-20%。
目前,研究团队已着手将EBT1基因与已知匍匐生长基因进行聚合,初步培育出兼具多年生特性和理想株型的水稻新材料。
农业农村部专家指出,该成果为应对耕地红线压力提供了创新解决方案,下一步需重点攻克越冬存活率和产量稳定性等技术瓶颈。
粮食问题,历来是关乎人类生存与文明延续的根本性议题。
此次中国科学家对EBT1基因的发现与解析,将人类对水稻生命规律的理解推进到一个新的层次,也为未来农业的变革预留了一扇可能打开的大门。
从每年躬耕播种,到一次种植长续收获,这条路或许漫长,但科学已经为它铺下了坚实的第一块基石。
粮食安全的答案,或许正藏在微观基因的密码之中等待被人类一一读取。
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