2025年11月21日，“2025中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)重大進(jìn)展”在第十二屆中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展論壇暨2025中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)年會(huì)上正式發(fā)布。其中，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所錢前院士、童紅寧研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合福建省農(nóng)科院水稻研究所趙明富研究員團(tuán)隊(duì)的成果“破解‘復(fù)粒稻’多粒簇生之謎”排在首位。

2024年3月，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所錢前院士、童紅寧研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合我院水稻研究所趙明富研究員團(tuán)隊(duì)在《Science》期刊上發(fā)表文章：Enhancing rice paniclebranching and grain yield through tissue-specific brassinosteroid inhibition。該研究破譯了國(guó)際關(guān)注近百年的水稻種質(zhì)資源“復(fù)粒稻”形成的遺傳基礎(chǔ)，揭示了植物激素油菜素甾醇（BR）調(diào)控水稻穗粒數(shù)的機(jī)制，為培育高產(chǎn)水稻新品種提供了理論基礎(chǔ)和新路徑。

多年來(lái)，趙明富研究員團(tuán)隊(duì)持續(xù)與錢前院士、童紅寧研究員團(tuán)隊(duì)等對(duì)水稻復(fù)粒稻簇生現(xiàn)象開(kāi)展研究，以復(fù)粒稻材料為背景，通過(guò)化學(xué)誘變，篩選出2份不簇生的突變體株系，通過(guò)回交轉(zhuǎn)育、重測(cè)序和關(guān)聯(lián)分析，最終定位到了關(guān)鍵基因“BRD3”。實(shí)驗(yàn)顯示，“BRD3”基因在水稻二級(jí)分枝分生組織部位被激活，導(dǎo)致了該部位“BR”代謝酶含量減少。“BR”代謝酶減少后，引發(fā)一系列連鎖效應(yīng)，最終延遲二級(jí)分枝分生組織向小穗分生組織轉(zhuǎn)變。因此，水稻有了更多時(shí)間來(lái)進(jìn)行分枝，從而長(zhǎng)出了更多二級(jí)分枝，同時(shí)還伴隨著小穗梗長(zhǎng)度縮短。研究人員進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，編碼“BR”代謝酶的“BRD3”基因，僅在特定組織中被激活，作用范圍被限制在一定空間內(nèi)，“BR”含量降低使得穗粒數(shù)增多的同時(shí)，對(duì)籽粒大小等農(nóng)藝性狀并無(wú)明顯影響。研究人員將調(diào)控“BR”代謝酶的基因?qū)氲蕉鄠€(gè)水稻品種中后發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于非簇生品種，復(fù)粒稻二級(jí)枝梗數(shù)增多，穗粒數(shù)顯著增加，而穗長(zhǎng)、穗數(shù)、抽穗期和千粒重等其他產(chǎn)量性狀都沒(méi)有顯著差異，最終產(chǎn)量增加11.27%-20.96%，且對(duì)籽粒品質(zhì)沒(méi)有負(fù)面影響。

近幾年來(lái)，趙明富研究員團(tuán)隊(duì)將復(fù)粒稻多粒簇生的科研成果應(yīng)用到育種上，在海南、福建等育種基地開(kāi)展穿梭育種，在復(fù)粒稻親本材料創(chuàng)制、優(yōu)勢(shì)組合選育及配套栽培技術(shù)探索等方面取得系列進(jìn)展，特別是培育出復(fù)粒稻新品系和新組合表現(xiàn)突出，不僅展示出強(qiáng)大的增產(chǎn)潛力，而且在米質(zhì)、株型、抗逆性等方面也展現(xiàn)出優(yōu)良的綜合性狀，為培育突破性品種奠定基礎(chǔ)。

據(jù)了解，“2025中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)重大進(jìn)展”評(píng)選工作由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所組織開(kāi)展，按照“前沿引領(lǐng)、開(kāi)創(chuàng)卓越、重大突破”的原則，以2024年度Web of Science收錄的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中國(guó)學(xué)者以第一或通訊作者發(fā)表的46832篇高水平論文為基礎(chǔ)，經(jīng)文獻(xiàn)計(jì)量初選、同行專家評(píng)審和院士遴選等過(guò)程，評(píng)選出10項(xiàng)重大進(jìn)展。