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一年生到多年生,给水稻来一次“逆向驯化”

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来源:光明网

果树栽种一次,年年开花结果;茶树修剪之后,季季抽芽采收。但田野里的水稻,千百年来始终遵循“一岁一枯荣”的规律,每收获一季,就要重新经历耕地、育秧、插秧的全套流程。如果水稻也能“种一次、收多年”,这片田野会变成什么样?

其实,几乎所有粮食作物的“祖先”都是多年生植物。例如,水稻、玉米、小麦、高粱、大豆、马铃薯的野生种都带有多年生习性。那么,为什么如今一年生作物反而占据了主导地位?

答案藏在近万年的驯化史里。人类为追求高产和稳定的供给,不断选育生育期合适、便于集中收割、产量更高的一年生作物类型,作物便逐渐从多年生演变为一年生。这一转变让农业走向高效稳产,却也带来了间接的生态问题,每年翻耕破坏土壤结构、引发水土流失,生产成本逐年攀升,生态、社会、经济多层面的账本被悄悄记下。

于是,一个大胆的设想被提出:能不能让粮食作物从一年生变回多年生?这正是云南大学科研团队近三十年深耕的研究方向,也是一次针对作物驯化的“逆向工程”。

破解难题的钥匙,藏在野生稻身上。水稻的野生近缘种中,有一个名为“长雄野生稻(Oryza longistaminata)”的物种,它与栽培稻(O. sativa)同属AA基因组,却拥有一项独门特征——地下茎。地下茎是埋藏在土壤之下的营养器官,如同莲藕、竹子的根茎一样,可以自主生长、实现无性(限)繁殖,这正是野生稻“割了也会再长”的根本原因。

科研团队的思路,是把长雄野生稻的地下茎特性,通过杂交转入现代高产栽培稻,再经大量育种程序,培育出真正能多年收获的多年生水稻。当然,把野生稻的优良性状稳定融合进现代高产栽培稻,规避品种退化、性状分离等难题,绝非一日之功。而正是这项被寄予厚望的“逆向驯化”,有望在保障粮食高产的同时,为农业生态修复找到一条可持续的出路,让千年农耕重新学会与土地长期共处。

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