多年生水稻关键基因取得突破:一次栽种可连收两三年助力降本增效与绿色种植

问题——传统水稻生产多为一年一作,需要年年翻耕整地、育秧插秧和田间管理,劳动强度高、季节性用工紧张;同时,频繁耕作加大水土扰动,也带来一定碳排放压力。劳动力结构变化和绿色低碳转型背景下,减少重复种植环节、提高生产效率,成为水稻产业升级的重要方向。 原因——多年生作物能够“割后再生”,关键在其生物学机制:地上部分在不利季节衰退,但地下根茎等器官保持活性并越冬,条件适宜时再度萌发。水稻的野生祖先具备类似特征,但长期驯化与育种更强调高产、株型和整齐一致等目标,使与多年生有关的遗传变异在栽培稻中逐步弱化甚至缺失。要让栽培稻具备“多年连收”的潜力,核心在于从遗传层面找回并重建相关性状组合。 影响——科研团队对446份野生稻资源进行系统筛查,锁定表现突出的东乡野生稻材料W1943,并与一年生籼稻杂交构建遗传群体,结合染色体替换系和图位克隆等方法,将目标性状定位到一段较短DNA序列并命名为EBT1。研究显示,EBT1可使水稻在开花结实后仍保持较强的营养生长活性:茎秆不易迅速枯死,仍能持续长叶、分枝,根系活力也更强,为收割后的再生提供生理基础。在此基础上,团队深入将EBT1与匍匐生长等相关基因组合导入,培育出更接近野生稻生长策略的材料。田间表现表明,这类材料至少可存活两年:第一年收割后,第二年仍能分蘖、抽穗并完成收获;第三年产量下降,但仍保有一定生物量与再生能力。对生产而言,“一次播栽、连续收获”有望减少反复育秧、插秧等用工投入,降低部分用水需求与耕作扰动,为提升农业韧性和绿色发展提供新的技术路径。 对策——从科研成果走向可用的技术体系,还需配套完善。一上,多年生水稻光照、密度和养分管理上的响应规律与一年生品种不同,需要形成匹配的栽培制度与施肥策略;另一上,连续多年田间存活对抗倒伏、抗病虫和耐逆性提出更高要求,尤其在南方高温高湿稻区,病虫害综合防控和田间卫生管理需要更早介入并制度化推进。此外,机械化收割的留茬高度与作业方式也需与品种特性匹配,避免伤及再生芽和根系活力。目前,该成果已通过国家审定,并在江西、湖南、广西等地建立示范田,科研团队正围绕耐荫、耐密、耐机械化等关键环节协同攻关,为规模化应用打通技术环节。 前景——业内认为,多年生水稻的意义不止于少一次插秧,更可能推动稻作体系调整:在适宜区域,可与轮作、覆盖栽培、减耕免耕等技术配套,进一步释放节本增效与生态收益;在劳动力短缺、山地丘陵或用工成本较高地区,推广潜力更为明显。同时,推广仍需审慎推进,按区域试验、分级示范的路径,持续评估稳产性、米质表现、病虫风险与经济性,确保“能多年生”与“能多年稳产”同步落地。随着相关基因资源与育种技术不断积累,“多年连收”有望从科研亮点逐步转化为可复制、可推广的产业方案。

从“春种秋收”到“一次播栽、连续收获”,多年生水稻不仅为稻作生产提供了新的选择,也说明了我国作物遗传改良与绿色生产方向的持续突破。当稻作传统与现代生物技术相结合,这项探索有望在节本增效、减扰动降排放诸上形成可落地的路径,为保障粮食安全和农业可持续发展提供支撑。未来——随着更多关键性技术完善——传统稻作的生产方式仍可能迎来更深层次的调整与升级。