野生稻“长寿基因”找到了

　　【瞧！我们的前沿科技】

　　本报北京3月20日电（记者崔兴毅、颜维琦）水稻是全世界最重要的粮食作物之一，但它为何从多年生的野生祖先种演变为今天一年生的栽培品种？日前，这个长期悬而未决的谜题被我国科学家破解。中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究团队首次成功克隆了决定野生稻多年生习性的关键基因，并揭示其在水稻驯化过程中“丢失”的奥秘。

　　我们日常食用的栽培稻属于一年生植物，播种、生长、结种后便会枯死。然而，它的祖先普通野生稻却是一种匍匐生长、能多年存活的野草。在漫长的驯化过程中，这种生活习性的转变机制一直是科学界的未解之谜。中国科学院院士韩斌和中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王佳伟率领的联合团队，对446份野生稻资源进行系统研究。他们发现，一些野生稻植株在结完种子后并不会衰老死亡，而是在茎秆节间的腋芽处萌发新的侧枝，并落地生根，仿佛“返老还童”，重新回到营养生长阶段，实现无性繁殖和多年生存。

　　通过精细的遗传学研究，研究团队利用多年生东乡野生稻与一年生栽培稻杂交，最终定位并克隆到决定这一多年生特性的关键基因，并将其命名为EBT1。该基因由两个微小RNA基因串联组成。研究发现，这两个微小RNA基因就像植物的“年龄开关”，通常在植株长大、开花后就会关闭，推动生命走向终结。但在多年生野生稻中，这个“开关”在开花后竟会在腋芽处被重新打开，让植株“忘记”年龄，重回生长状态，不断萌发新枝。群体遗传变异分析则揭示，该基因区域在水稻驯化过程中受到强烈的人工选择。这意味着，在追求高产、株型紧凑等符合人类需求的性状时，古人可能在无意中“丢弃”了野生稻中控制多年生习性的这个基因。基于这一发现，研究团队通过将EBT1与另外两个已知的匍匐生长基因相结合，成功创制出能重现野生稻强大无性繁殖能力的“类野生稻”植株。这种新材料在海南田间试验中存活了至少两年。

　　专家表示，这项研究不仅从分子层面阐明水稻生活史演化的奥秘，也为未来培育“一次种植、多次收割”的多年生水稻提供了宝贵的基因资源和全新的育种思路。

　　【新闻背后】

一场打破学科壁垒的接力赛

　　这是一场打破学科壁垒的科研接力赛。

　　让我们将时间指针拨回到几年前的一次学术交流：彼时，中国科学院分子植物科学卓越创新中心的会议室里，中国科学院院士韩斌团队正在展示一批野生稻的“异常”现象。大屏幕上，一些野生稻植株在结完种子后并未枯死，而是从茎秆节间萌发出新枝并落地生根，仿佛“返老还童”。

　　当来自发育生物学家的直觉，撞上来自水稻遗传学的硬核数据，会发生什么？“正常情况下，植物开花结果后应该走向衰老，它为什么能‘回头’？”坐在台下的中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王佳伟不禁心生疑问。“这会不会跟植物的年龄调控有关？”随即，他又脱口而出。

　　这个猜想，让两个团队意识到，这可能不是两个独立的问题，而是一块完整拼图的两部分。

　　同在分子植物科学卓越创新中心，两个实验室研究路径却大相径庭——韩斌是水稻遗传学界的“老将”，团队掌握大量全球野生稻资源，擅长从浩如烟海的遗传材料中锁定关键基因，并告诉大家“基因在哪儿”；王佳伟团队则是植物发育生物学领域的“探秘者”，他们最想知道“基因怎么工作”，因此常年追问植物如何感知年龄、如何决定开花衰老。

　　两个团队当即决定：“合兵一处！”

　　韩斌团队负责“寻路”，利用多年生东乡野生稻与一年生栽培稻杂交，通过精细的图位克隆技术，一步步缩小包围圈，最终成功锁定目标基因区域，并克隆到关键基因EBT1。“这个基因居然由两个串联排列的微小RNA组成。”看到结果的那一刻，韩斌团队成员意识到，“接力棒该交给隔壁了”。

　　这时便是王佳伟团队的“主场”了。他们立即接手，深入探究两个微小RNA在植物体内的“一举一动”。结果令人惊喜：两个微小RNA就像植物的“年龄开关”，通常在植株开花后就会关闭，但在多年生野生稻中，这个“开关”在开花后竟然在腋芽处被重新打开，让植株“忘记”年龄重回生长状态，不断萌发新枝。

　　从基因定位到机制解析，两支团队像跑接力赛一样，完美传递着科学的火炬。“如果只有我们，可能永远搞不清这个基因怎么让水稻‘长寿’。”韩斌团队成员坦言。“如果只有我们，可能根本找不到这个基因。”王佳伟笑道。

　　被问及成功合作的秘诀时，双方不约而同提到了一点——开放的心态。

　　“没有‘你的材料’‘我的基因’，只有‘我们的科学问题’！”韩斌如是说。

　　（本报记者 崔兴毅）