Science封面：打破万年宿命！首次克隆出“长寿基因”，中科院院士、杰青团队联合破解水稻“万年之迷”

有没有想过，我们日常要吃的水稻，其实挺“短命”。

从种子到结穗，一年就走完一生，枯黄、死去、再种下一茬。可它的祖先野生稻呢？却能像野草一样匍匐生长，年年岁岁发新芽，开完花还能回头长叶子，仿佛时间对它无效。

这背后，藏着一个“返老还童”的秘密。如今，被中国的科学家们“撞破”——

北京时间3月20日凌晨，中国科学院分子植物科学卓越创新中心，植物性状形成与塑造全国重点实验室韩斌院士团队和植物高效碳汇重点实验室（中国科学院）王佳伟研究员团队，以封面论文形式在国际权威学术期刊《科学》（Science）上发表题为“Resetting of a tandem microRNA156 enables vegetative perennial growth in rice（两个串联miRNA156基因的重置赋予水稻多年生特性）”的研究。该研究首次克隆了决定野生稻多年生生活习性的关键基因EBT1，并阐明了该基因座位表达模式的改变是水稻在驯化过程中由多年生向一年生转变的关键。

这项登上《科学》封面的重磅成果的背后故事，不得不提提——韩斌院士（1998年回国，2003年获青年科学基金项目A类资助）团队长期深耕水稻遗传学与基因组学研究，拥有丰富的野生稻资源和强大的正向遗传学研究平台；王佳伟（2011年回国，2012年获青年科学基金项目B类资助、2015年获青年科学基金项目A类资助）团队则在植物发育生物学，特别是植物年龄、再生和多年生领域具有深厚积累。两个团队打破学科壁垒，优势互补，从现象发现到基因克隆，再到机制解析，最终完成了从“定位基因”到“读懂机制”的完整科学故事。

研究团队对446份野生稻资源开展系统表型考查，发现部分野生稻种子成熟后不衰老死亡，节间腋芽会持续萌发新侧枝，落地生根形成新植株。这一“成花逆转”现象，使其能从生殖生长逆转为营养生长，实现无性繁殖的多年生习性。

通过多年生东乡野生稻W1943与一年生栽培稻籼稻广陆矮四号杂交，构建染色体替换系并借助精细图位克隆技术，团队定位克隆出EBT1基因。

EBT1，意为“无尽的分枝与分蘖”，由两个串联排列的微小RNA基因——MIR156B和MIR156C组成。你可以把它想象成植物的“年龄开关”。研究团队发现，在多年生野生稻中，这个基因在种子成熟后被“重新激活”，就像按下了一个“返老还童”的按钮——重新长叶、分枝、生根，进入新一轮的生命循环。这种“成花逆转”现象，正是野生稻能够“永葆青春”、实现无性繁殖的关键。

而在一年生的栽培稻中，这个基因的表达模式却被“锁死”了。开花结种后，EBT1未被激活，植株走向衰老和死亡。

有意思的是，该基因区域在水稻驯化过程中受到人工选择。用大白话讲，当年我们的祖先在把野生稻驯化成栽培稻时，眼睛盯着的是高产、是籽粒饱满、是株型紧凑。于是，野生稻的多年生能力在无意中被“舍弃”了。

巧合的是，这个基因是王佳伟多年前就“瞄上”的；可惜，那会儿并没有意识到它的“本事”。多年后，当“回旋镖”砸中自己，他连呼不可思议。

MIR156BC的重置介导了水稻从一年生向营养生长型多年生的转变

在把EBT1找到之后，研究团队又为它找了俩“帮手”——已知的两个水稻匍匐基因PROG1和TIG1，成功创制出能够复现野生稻野草表型的“类野生稻”植株。它在海南的田里活了两年，还在长。

这意味着什么？韩斌院士说，未来，或许可以有“种一次、收多年”的水稻，农民不用年年犁地、年年插秧，水土流失少了，劳动力省了，种子成本降了。在那些条件适合的地方，水稻真的可以年年自己长出来，一年还能收割多季。

新民晚报 郜阳 摄

“目前来看得耕种在长江以南，上海如果是暖冬的话勉强可以，理想的耕地是在贵州、云南。”王佳伟补充说，对于口感这一大家都关心的问题，科学家认为，“长寿基因”的加入并不会影响口感，“理论上任何稻子都可以改良”。当然，距离实现量产，韩斌院士估计，还得等上四五年。

从“春风吹又生”的野生稻，到一年一轮回的栽培稻，再到未来可能回归的“多年生水稻”——这个关于“返老还童”的故事，在分子植物卓越中心还将续写。那个叫EBT1的基因，是一把钥匙。它重启的，不仅是野生稻的无尽分蘖，也是人类对植物生命可能性的无穷想象。