多年生水稻再生特性与产量形成的生理生态机制研究进展OA

[目的]多年生水稻作为一种新型稻作模式,以其“一次种植,多次收获”的独特优势,正成为全球可持续农业研究的前沿热点。深入了解其研究进展,对于把握正确的研究方向有重要意义。[方法]在查阅国内外研究现状的基础上,结合所在团队的研究成果,系统综述了多年生水稻在遗传育种、生理生态、产量形成、固碳减排及土壤碳库特征等方面的研究进展。[结果]在遗传育种领域,中国科学院研究团队成功克隆了控制野生稻多年生习性的关键基因EBT1(MIR156B/C),揭示了其通过开花后表达重置实现“发育程序逆转”的分子机制。云南大学研究团队通过远缘杂交成功培育了PR23、PR25、PR107等多年生水稻品种,揭示了Rhz2/Rhz3基因控制地下茎发育的遗传基础。本课题组从内源激素调控、干物质分配策略、根际微生态互作等维度,研究多年生水稻再生栽培的生理特性与激素调控机制,系统阐述了多年生水稻高产形成的生理生态机制和栽培调控策略,同时报道了多年生水稻碳氮足迹与净生态经济效益的综合评估成果。[结论]多年生水稻与常规再生稻存在本质区别:常规再生稻仅利用头季稻收割后稻桩上的腋芽萌发形成再生季,通常一年内完成一个“头季-再生季”循环,次年需重新播种;而多年生水稻的核心特征在于在特定的区域内能够安全越冬休眠,来年春季重新萌发,实现跨年度的多年循环生产,但伴随宿根连作障碍的累积效应,产量逐年降低。未来多年生水稻研究应聚焦光周期适应性、越冬休眠分子网络、宿根连作障碍消减、高光效高碳汇育种以及微生物共生系统构建等方向。