北京
▲視頻中部分內容由AI生成
我們吃的大米（栽培稻）是一年生的，但它的祖先——普通野生稻卻是多年生、匍匐生長的“野草”。在水稻馴化過程里，野生稻是怎么一步步變成一年生栽培稻，一直是個未解之謎。
日前，中國科學院分子植物科學卓越創新中心團隊首次克隆出決定野生稻多年生習性的“長壽基因”EBT1，并發現正是這個基因座位表達模式發生改變，讓水稻從多年生變成了一年生。
團隊觀察446份野生稻發現，與一年生栽培稻不同，部分野生稻在種子成熟后不會枯萎死亡，反而在莖節處持續萌發出新的側枝，這些分枝落地生根，發育成新的植株。這是一種“成花逆轉”現象，簡單來說，就是野生稻開花結果后，重新回到營養生長的狀態，實現無性繁殖、多年生長。
▲MIR156BC的重置介導了水稻從一年生向營養生長型多年生的轉變
為了找到控制水稻多年生的關鍵基因，團隊將多年生東鄉野生稻與一年生秈稻雜交，構建了染色體替換系，再通過精細圖位克隆技術，最終定位并克隆出EBT1。該基因座位由兩個微小RNA基因MIR156B和MIR156C組成。
miR156是植物的“年齡開關”。傳統認為，它在植物幼苗期高表達，長大后慢慢減少，促使植物從長葉轉向開花結果。但新研究發現，野生稻的MIR156B和MIR156C在開花后重新被激活，讓腋芽逆轉發育，恢復生長，不斷長出新的分枝，實現無性繁殖。這個獨特的現象與野生稻EBT1基因座位的表觀修飾狀態密切相關。
研究進一步發現，這個基因在水稻馴化過程中受到過人工選擇，人們在追求高產和株型緊湊的栽培稻時，可能無意“丟掉”了野生稻的多年生基因。
值得一提的是，科研人員把EBT1與已知的兩個水稻匍匐基因聚合，成功培育出能夠復現野生稻野草表型的“類野生稻”植株。這種水稻無性繁殖能力強，在海南田間至少能存活兩年。
這項研究不僅深化了人們對植物生活史策略演化的認識，也為水稻品種的多年生化改良及再生稻育種提供了重要的理論依據和基因資源。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1126/science.adv2188
來源：中國科學院分子植物科學卓越創新中心
責任編輯：侯茜
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