问题 一年生栽培稻“收后即亡”的特性长期制约水稻生产方式的创新。作为全球最重要的口粮作物之一,水稻多数主产区仍以一年一熟或两熟为主,种植过程中需反复翻耕、育秧和移栽,不仅增加劳动力和机械投入,还带来土壤扰动、灌溉用水和碳排放等问题。随着农村劳动力减少、极端天气频发以及资源环境压力加大,如何在稳产基础上提升生产韧性和可持续性,成为全球农业面临的共同挑战。 原因 解决问题的关键在于利用野生资源和解析寿命机制。中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究团队以野生稻为突破口,围绕“植株衰老机制及其调控”该核心问题,系统筛选并解析对应的遗传基础,最终锁定并克隆了影响植株寿命的关键基因。通过长期杂交选育与性状聚合策略,科研人员将长寿相关遗传片段导入栽培稻,同时兼顾产量、结实性和再生能力等农艺性状,成功培育出具有多年生潜力的新材料。分子层面研究表明,再生植株表现出更稳定的“抗衰老”特征,端粒维持能力增强,为持续分蘖和二次抽穗结实提供了生物学基础。 影响 “一次种植、多次收获”的模式有望改变部分区域的水稻生产方式。田间试验显示,在适宜气候条件下,新材料可越冬并保持根系活力,第二年及之后仍能萌发新蘖、再次开花结实,最长存活周期已超过两年半。与常规品种相比,多年生栽培稻减少了重复整地和播种环节,有助于降低劳动强度和生产成本;根系和地上部的持续生长可改善土壤结构,减少耕作带来的环境压力;在水资源紧张地区,其节水潜力和稳产优势尤为突出。研究测算表明,若在部分稻区推广多年生材料,可在减少温室气体排放、降低灌溉用水等发挥综合效益,为农业绿色转型提供新的技术支撑。 对策 从实验室成果到可推广品种,仍需跨越品种审定、区域适配和产业配套三大挑战。业内人士指出,多年生栽培稻的实际应用需在不同生态区开展多年、多点对比试验,系统评估其产量稳定性、抗病虫性、抗逆性以及连作管理要求;同时需制定再生周期、收获方式、肥水管理和病虫草防控的技术规范,避免因管理不当导致产量波动或病虫害累积。此外,还需推动育种、农机、植保与种业服务协同发展,开发适合多年生水稻的收割与田间管理装备,提升规模化经营效率。国际合作上,研究团队已与东南亚、非洲等地区展开对接,未来将结合当地稻作制度与资源条件,推进技术本地化验证与示范。 前景 多年生化育种为水稻改良开辟了新方向,但其定位应更注重“补充”而非“替代”。全球不同稻区在气候、病虫害和耕作制度上差异显著,多年生栽培稻更适合在具备越冬条件、劳动力短缺或生态敏感区域优先应用,与现有一年生品种形成互补。随着寿命调控机制的深入研究,未来有望在不影响品质的前提下继续提升再生次数和抗逆性,实现“高产、优质、绿色、低成本”的协同目标。相关成果登上国际期刊封面,标志着我国在生命周期调控与新型育种领域迈出重要一步。 结语 多年生栽培稻的成功创制,展现了基础科学研究向实际应用的转化潜力。它不仅突破了传统农学的局限,也为全球粮食安全和生态保护提供了新思路。面对人口增长和气候变化的挑战,此类科技创新尤为重要。随着后续研究的深入和推广工作的展开,多年生栽培稻有望成为农业可持续发展的重要推动力,为人类社会作出更大贡献。
多年生栽培稻的成功创制,展现了基础科学研究向实际应用的转化潜力;它不仅突破了传统农学的局限,也为全球粮食安全和生态保护提供了新思路。面对人口增长和气候变化的挑战,此类科技创新尤为重要。随着后续研究的深入和推广工作的展开,多年生栽培稻有望成为农业可持续发展的重要推动力,为人类社会作出更大贡献。