就在3月20日凌晨两点,中国的科学家们在国际权威期刊《科学》上把一个关于粮食生产的重大发现展示给了全世界。咱们都知道,为了种出高产又好吃的水稻,老祖宗在驯化过程中不小心把野生稻里那些能让植物“永葆青春”的长寿基因给弄丢了。现在最新的一个进展,又把这把“永葆青春”的密码给找回来了。这个项目是由中国科学院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士带领的团队和王佳伟研究员的团队一起做的。他们在这次研究里,首次抓到了决定野生稻能一直活下去的关键基因EBT1,并且讲清楚了为什么野生稻在变成栽培稻后,它的发育节奏会从多年生转向一年生。这项研究不光让我们明白了植物怎么安排自己的一生,也给咱们搞“多年生水稻”育种提供了非常宝贵的资源。 简单来说,植物的一生大概就是从种子发芽到长叶子、开花结果再到死亡这么几个阶段。研究团队发现,多年生野生稻之所以长寿,秘密在于它能逆转生长程序。平时我们看到植物开完花结完果就死了,而这些野生稻却能从开花结果变回长茎、分叉和长叶子的状态,让自己的生理年龄重新归零,就像吃了长生不老药一样。 人类把多年生的野生稻驯化成一年生的栽培稻,虽然让每一季的收成变多了,但也让农民种地的成本变高了。要是能在现在一年生的基础上再加上多年生的能力,只要条件合适,就能实现播种一次、每年自己长、不用翻地重复播种还能多收几季的目标。这既能帮农民省力气,还能减缓水土流失。这个新发现正好给了我们实现这个目标的遗传信息。 为了找到那个能让植物活很久的基因,研究人员用东乡野生稻W1943和一种叫广陆矮四号的籼稻杂交,造出了一批染色体替换系,然后用正向遗传学的办法找线索。他们用精细的图位克隆技术锁定了位置,最终给这个基因取名叫Endless Branches and Tillers 1(EBT1)。 原来这基因是由两个挨在一起的微小RNA(microRNA)基因组成的,叫MIR156B和MIR156C。接着他们又把EBT1跟已知的两个匍匐基因PROG1和TIG1组合到一起,成功做出了跟野生稻长得很像的“类野生稻”植株。这些植物现在已经在海南的地里活了两年多了。 韩斌对媒体说:“这个突破说明,把野生稻型的EBT1基因导入到栽培稻里,有望让高产水稻也有多年生的特点。这对‘一种多收’的再生稻改良很有帮助。”他还提到:“未来如果把这个基因弄到野燕麦里去提高产量是有意义的。不过改造现有的庄稼还有很长的路要走,希望能让营养生长和生殖生长达到平衡。” 他说中国科学院分子植物科学卓越创新中心虽然主要做基础研究,但也和应用紧密结合在一起。“如果我们要培育多年生水稻是完全可以做到的。大概需要四到五年时间去筛选培育出来。年产能可以达到300—400公斤左右。这样不需要每年播种就能减少劳动力投入并且改善生态环境。”虽然产量可能比普通水稻少一点点(普通水稻一般年产500公斤),但为了达到这个效果还是值得的。