我国科学家培育多年生水稻,推动粮食生产可持续发展新模式

传统水稻种植遵循"春插秋收"的周年循环,每年都需重新播种、插秧、收割;这个耕作模式虽已沿用千年,但其高耗能、高投入的特点日益凸显。我国科研团队近年来通过深入研究野生稻的生物学特性,成功打破了这一传统格局。 问题的根源在于水稻在长期驯化过程中丧失了祖先的"多年生"特征。野生稻作为多年生植物,具有发达的根茎系统和逆周期生长能力——地下根茎可安全越冬,春季来临时便能重新萌发生长。而经过千年人工选择,现代栽培稻虽然株型紧凑、产量提高,但已完全演变为一年生植物,失去了这份宝贵的遗传特性。 为了找回这份"丢失的基因",研究团队从全国23个省区市收集的446份野生稻资源中进行了系统筛查。最终在东乡野生稻W1943中发现了同时携带多年生和匍匐生长双重性状的珍贵材料。通过与一年生栽培稻广陆矮四号进行杂交,构建染色体替换系,科研人员利用图位克隆技术逐步缩小目标区间,最终在仅25千碱基对的DNA片段中锁定了关键基因EBT1。 EBT1基因的作用机制独特而高效。它能够使水稻在完成抽穗结实后,像按下"倒带键"一样重新进入幼年生长阶段,叶片数量、分枝角度、光合效率等生理指标全部恢复到分蘖期状态。当EBT1与控制匍匐生长的基因组合后,培育出的新品种在田间环境中可存活两年以上,实现一次播种、连续多年收割的目标。 这项创新成果的推广应用具有深远的现实意义。从环境效益看,多年生水稻可减少土壤翻耕和秸秆焚烧,每公顷年均减少二氧化碳排放约2.3吨。从农业投入看,由于无需频繁使用除草剂,田间杂草多样性得以恢复,生物防治空间随之扩大,农药使用量显著下降。从劳动力成本看,农民从"年年插秧"转变为"隔年补苗",亩均可节省约40个工时,大幅降低了生产成本。 多年生水稻还具有传统水稻难以比拟的适应性优势。由于保留了野生稻的深根系和耐旱特性,新品种可在盐碱地、坡耕地等非传统水田区域成功种植,这为我国因地制宜发展农业、开发边际土地提供了新的可能性。 当前,这项科研成果正从实验室逐步走向生产实践。随着多年生水稻品种的更完善和推广,"种一次管几年"的农业新模式有望在更广泛的地域推开,为保障国家粮食安全、推进农业绿色转型注入新的动力。

从刀耕火种到基因育种,农业的每次进步都推动着人类文明。多年生水稻不仅是技术突破,更表明了人与自然和谐相处的智慧。当稻穗在贫瘠土地上摇曳,我们看到的不仅是丰收的希望,更是中国农业可持续发展的坚实步伐。