野生稻的“长寿基因”

中国科学院分子植物科学卓越创新中心通过研究揭示了野生稻的“长寿基因”,这给多年生水稻的培育带来了希望。3月20日,他们在《科学》杂志上发表了这一成果。通过对野生稻样本的分析,韩斌团队发现了一个有趣现象:部分野生稻在种子成熟后并未死亡,而是不断长出新的侧枝,然后生根发育成新的植株。这种生长方式让植物从开花结果的阶段回到营养生长期,实现了生理学年龄的重置。 中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究员王佳伟把这个关键的基因命名为Endless Branches and Tillers 1(EBT1)。EBT1由两个串联排列的微小RNA基因组成,其中一个RNA基因控制着植物的发育进程。在栽培稻中,这个“年龄开关”一直处于关闭状态,导致水稻生命周期有限。给这个“开关”重新激活后,携带野生稻等位基因的栽培水稻就具备了持续生长的能力。 研究团队发现MIR156BC等位基因能够让栽培水稻重新激活MIR156BC,支持持续生长和花序逆转等禾草性状。聚合匍匐生长基因后,植株就会变成类似野生稻的形态,支持营养多年生生长。这个现象证明了MIR156BC对水稻由多年生变为一年生起到了关键作用。 中国科学院分子植物科学卓越创新中心主任韩斌推测人类祖先在水稻驯化过程中追求快速生长和高产等性状时,无意间导致了“长寿基因”的丢失。虽然栽培稻单季产量高但成本也随之增加。基于这一发现,研究团队成功创制了能够存活至少两年的“类野生稻”。 让水稻恢复多年生能力可以在适合条件下实现仅播种一次多季收获。每年自行生长、无需重复播种不仅能节约劳动力还能减缓水土流失,这对保障粮食安全和推动农业可持续发展具有重要意义。这一成果也让我们更了解植物的演化过程和基因调控机制。 吕丹凤、戴冰馨、王佳伟参与了课题讨论。韩斌团队的研究展示了他们在解析水稻驯化机制方面所做的努力和取得的进展。这个发现不仅为创制多年生水稻提供了关键基因资源,也为进一步研究植物发育和遗传调控提供了新思路和方法。