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栽培稻是全球最重要的一年生粮食作物之一，然而其祖先普通野生稻却是一种多年生、匍匐生长的野草状植物。水稻驯化过程中“多年生”性状的丢失一直是未解之谜，更多人期待着能够重新培育“多年生水稻”，实现一次种植、多次收获。北京时间3月20日，一项中国科学家最新研究以封面形式在国际权威学术期刊《科学》发表，找到了水稻丢失的“长寿基因”，也让创制“多年生水稻”成为可能。

研究团队首先对446份野生稻资源进行了系统的表型考查，发现部分野生稻材料与一年生栽培稻不同，这些植株在种子成熟后并未衰老死亡，而是在节间腋芽处持续萌发出新的侧枝。这些分枝会不断延伸，持续生长，落地后会生根并发育成为新的植株，从而呈现出野草状的表型。也就是在开花后出现发育程序的逆转，重新返回营养生长期（“成花逆转”现象），从而呈现出一种无性繁殖的多年生生活习性。

为了找到决定该多年生表型的关键基因，研究团队以多年生东乡野生稻W1943（Oryza rufipogon，野生稻的一种）与一年生栽培稻籼稻广陆矮四号（GLA4）杂交，构建染色体替换系，开展了正向遗传学研究。利用精细的图位克隆技术，最终定位并克隆到该基因，命名为Endless Branches and Tillers 1（EBT1），意为“无尽的分枝与分蘖”。研究发现，该基因座位由两个串联排列的微小RNA（microRNA）基因——MIR156B和MIR156C组成。

miR156是植物的“年龄开关”，调控了植物的发育进程。经典理论认为，miR156在幼苗期高表达，随着植物年龄的增长，其表达量逐渐降低【乐鱼手机官网入口】，从而推动植物由营养生长向生殖生长的转变。出人意料的是，研究团队发现，尽管野生稻MIR156B和MIR156C也遵循类似“随年龄递减”的表达模式【乐鱼手机官网入口】，但它们会在开花后分蘖节的腋芽中重新被激活。这种表达状态的重启或重置，使得腋芽能够出现发育程序的逆转，恢复营养生长能力，不断产生新的分蘖，从而呈现出“无性繁殖”的发育模式。进一步深入分析发现，这一独特的重启现象与野生稻EBT1（MIR156B和MIR156C）基因座位的表观修饰状态密切相关。

韩斌对此解释指出，PR23是由多年生非洲长雄野生稻与一年生亚洲栽培稻远缘杂交而来，关键是利用了长雄野生稻所具备的地下茎，这是普通野生稻没有的。此外，两者的遗传机制也不同，且PR23经历了二十余年漫长的传统育种。此次发表的成果则找到了确切的“长寿基因”，并通过近缘杂交明显降低了技术难度，将大幅加速“多年生水稻”的培育进程。王佳伟进一步表示，从研究成果来看，EBT1基因并非水稻独有，因此这种“多年生”的改造理论上至少可以向其他禾本科植物拓展。

谈及“多年生水稻”的口感和产量，研究团队表示培育并未影响种子发育之外的基因，对口感不会有太大影响。虽然单次收获的产量目前无法完全达到栽培稻的水平，但不需反复播种所带来的劳动力减少等其他效益改变，或许能实现更好的平衡。下一步，研究团队也会考虑和育种企业合作，利用最新研究成果筛选出“多年生水稻”品种，在特定区域开展规模化种植，这一过程或将在四到五年内完成。

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