據(jù)近日消息，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心韓斌院士團(tuán)隊(duì)與王佳偉研究員團(tuán)隊(duì)的水稻研究成果以封面形式發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
該研究首次克隆出決定野生稻多年生生活習(xí)性的關(guān)鍵基因EBT1，闡明了水稻馴化中從多年生向一年生轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制，還成功創(chuàng)制出多年生“類(lèi)野生稻”植株。
栽培稻是全球核心一年生糧食作物，但其祖先普通野生稻為多年生匍匐植物，這一馴化轉(zhuǎn)變的原因此前一直是未解之謎。
研究團(tuán)隊(duì)先對(duì)446份野生稻資源開(kāi)展系統(tǒng)表型考查，再以多年生東鄉(xiāng)野生稻W(wǎng)1943和一年生栽培稻秈稻廣陸矮四號(hào)雜交構(gòu)建染色體替換系，通過(guò)正向遺傳學(xué)研究與精細(xì)圖位克隆技術(shù)，最終定位并克隆出關(guān)鍵基因EBT1。
研究發(fā)現(xiàn)，EBT1是野生稻實(shí)現(xiàn)多年生的核心，該基因在野生稻種子成熟后可被重新激活，實(shí)現(xiàn)生理年齡重置、無(wú)性繁殖，而人類(lèi)在馴化水稻時(shí)，為追求高產(chǎn)和緊湊株型，無(wú)意間“丟棄”了這一基因，導(dǎo)致栽培稻成為一年生作物。
基于此，團(tuán)隊(duì)將EBT1與兩個(gè)已知水稻匍匐基因聚合，創(chuàng)制出能復(fù)現(xiàn)野生稻表型的“類(lèi)野生稻”植株，其無(wú)性繁殖能力強(qiáng)，在海南田間環(huán)境中已存活至少兩年。
這項(xiàng)研究不僅深化了人類(lèi)對(duì)植物生活史策略演化的認(rèn)知，還為水稻品種的多年生化改良、再生稻育種提供了重要的理論依據(jù)和基因資源。
未來(lái)培育出的多年生水稻有望實(shí)現(xiàn)“種一次、收多年”，大幅節(jié)省耕地、勞動(dòng)力與種子成本，同時(shí)減少水土流失，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具備重要的應(yīng)用價(jià)值。