科学封面︱种水稻和割大葱类似吗？上海科学家在野生稻中发现“长寿基因”

如果你有一个花园，种上果树，每年就能收获香甜的果实。然而，如果你有一片稻田，你每次收割时都必须耕地，并在第二年种植水稻。为什么有些植物能存活数千年，而另一些植物则一生中第一次死亡？北京时间2026年3月20日，上海科学家以封面文章的形式为全球顶尖学术期刊之一的《科学》杂志揭晓了答案。中国科学院植物分子科学卓越中心植物性状发生与形成国家重点实验室韩斌研究员和中国科学院植物高效固碳重点实验室王家伟研究员团队首次克隆了决定野生稻多年生习性的关键基因ebt1，揭示了重建植物“年龄变化”的神奇故事。这项研究不不仅提供了种植“一次种植、多年收获”的“花园式”水稻的核心密码，也为人类了解生命中衰老和青春的本质打开了一扇新的窗口。长寿的“隐藏”机制“年年花相似，年年不同”。 “一年生作物开花结果，然后它们的寿命就结束了，”韩斌说。水稻作为一年生作物，被人类驯化了数万年，以获得更多的食物。但它的祖先普通菰米却是一种可以存活多年的匍匐“坏草”。是什么基因导致水稻在追求高产的驯化过程中失去了“长寿”本能？为了找到这个基因，韩斌团队反复检测了446个野生稻资源，并利用先进的遗传学技术，将东乡多年生野生稻与一年生栽培稻杂交。经过多年的精确定位，他们终于确定了水稻1号染色体上的一个关键位点，并将其命名为ebt1。这个斯图dy 发现，在栽培稻中，mir156 的表达随着年龄的增长（从开花到枯萎）单向降低。然而，在野生稻中，这种“年龄变化”在开花后的腋芽中重新激活，表达状态得以恢复。通过逆转这一生理年龄，水稻似乎具有“返老还童”的魔力，从生殖生长的终点回到营养生长的起点。有趣的是，王家卫对mir156研究已有多年。这是一位“老朋友”来了。 2021年，他的团队证实，这种分子含量的减少与植物的绝对年龄无关，而是与蟾蜍细胞分裂引起的生理年龄直接相关。野生稻的这一意外发现将两条原本平行的研究路线带到了进化十字路口的一个显着交叉点。 “当我看到结果时，我突然拍拍大腿恍然大悟。”王家卫难掩兴奋，说道：“真是巧啊！丹斯！就像命运一样！”未来农田会变成“果园”吗？这种多年生稻种出来的稻子好吃吗？“应该不会影响口感。”韩彬猜测道。ebt1就像是“生命的节拍器”，决定稻米粘性和香气的优越遗传基础完好无损，同时决定了结构和生长速度。如果发现了“长寿基因”，农民是否就能种出“多年生植物”？王家卫先生指出了目标论文共同通讯作者、该研究所博士后戴秉兴告诉记者，在海南省的试验田中，这些植物表现出很强的营养繁殖能力，至少能存活两年，但要在桌子上的盘子上反映出这一理论还需要一段时间。维持生命和生长叶子所需的大量能量不可避免地会以牺牲果实产量为代价。 “我们当前的目标是首先克服‘生存’的困难。”韩斌表示，未来的育种工作需要找到营养生长和生殖生长之间的最佳平衡。此外，应通过杂交选育优良品种，选育多年生且能保持稳产的新品种。这种“持久”特性的应用场景非常广泛。 “在丘陵、梯田等机械化不便的地区，多年生水稻的重要性尤其明显。农民可以节省插秧环节，减少化肥的流失。”韩斌说。这不仅大幅降低了农业成本，也为低碳农业提供了新的解决方案。此外，这种机制非常通用，可以种植“未来的作物”。开启了广阔的想象空间ve 种植空间。由于 mir156 在禾本科植物中高度保守，因此“年龄重置”策略可以在其他作物中复制。未来，或许可以只收割叶子作为饲料，比如大葱，不用担心结果率，让它们“一个接一个”自然生长。 “无心”协同创新，这是比“科学”更大的成就，生动地描述了两个团队之间的跨界“共鸣”。韩斌团队的深层水稻基因组学和野生稻资源库与王家伟团队在植物发育生物学领域的长期积累不谋而合。由于两个团队的合作，这项研究不再局限于“锁定基因”的表面层面，而是深入到“机制理解”的核心。韩斌（左一）和王家卫（右一）是本文的共同作者。戴秉鑫（右二）、高级工程师卢丹峰（山西科工）左起）和博士生陈二旺为该论文的第一作者。这种深厚的跨学科理解源于中科院植物分子科学中心没有秘密的默契。 “我们希望架起学科桥梁，给大家一个相对宽松的环境来思考关键问题，”韩斌说。 “大家的思想都很开放，我们经常在食堂喝着热汤，谈论自己的科研灵感。”王家伟说：“你已经到了极限，我正好有这个技术，所以我会帮你解决问题。”王家卫坦言，这种自由探索、优势互补的氛围，让科学研究变得纯粹而高效。环境的宁静并不意味着研究多年生植物的挑战完全消失。戴秉兴博士毕业时，还没有发表论文。 “当我我看到同学们取得了成绩。不过，王教授告诉我，这种投资的“不受欢迎”和“困难”的保障也来自于上海市的高瞻远瞩。 “‘创新行动计划’上海理工学院是唯一一个真正有这个称号、明确资助‘多年生植物’的研究项目。”王家卫感慨地说。这种基础研究风险很大，表型研究通常需要数年时间，很难在短时间内“解决”问题。然而，上海对独特创新的坚定信念，让科学家有信心克服困难，也让科学的种子有足够的时间和空间发芽。 《上海科技》出品，转载时请注明出处。企业和专家的意见不代表官方立场。作者：兰月上官号 作者：上海科技
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