近日，中国农业科学院作物科学研究所的童红宁团队宣布，他们历经七年艰苦研究，终于破译了复粒稻的遗传之谜，揭示了植物激素油菜素甾醇调控稻穗粒数的奥秘。这一发现找到了控制水稻产量关键性状的激素基因，为提升全球粮食产量提供了新的可能。相关研究成果于北京时间3月8日发表在国际期刊《科学》上。

童红宁团队发表在《科学》的研究论文

复粒稻遗传之谜的初步探索

复粒稻，是一种具有多粒簇生（聚集成团或成堆地生长）特点的水稻种质资源。与普通水稻不同，复粒稻的稻穗上能够长出如葡萄般簇生的小稻粒。这一现象自上世纪三十年代起就引起了科学家的广泛关注，但其背后的遗传机制却一直是个未解之谜。

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童红宁团队的研究正是围绕着这一谜题展开的。他们通过大量的筛选和比对，创制了1万份（约16万个单株）复粒稻诱变株系，最终定位到了发生突变的基因。

油菜素甾醇调控稻穗粒数的发现

经过深入研究，童红宁团队发现，油菜素甾醇（Brassinosteroids，BR）这一植物激素在调控水稻穗二级分枝和穗粒数方面发挥着关键作用。油菜素甾醇是一种广泛存在于植物体内的天然激素，它能够促进细胞的分裂和伸长，从而影响植物的生长和发育。在复粒稻中，油菜素甾醇的含量和活性都较普通水稻有所不同，这导致了复粒稻稻穗上能够长出更多的小稻粒。

为了进一步验证这一发现，童红宁团队进行了田间试验。他们发现，与对照品种相比，采用油菜素甾醇调控的复粒稻的二级枝梗数量增加了35.2%，每穗的谷粒数也相应增加了28.2%，而籽粒的大小和重量并没有变化。这一结果不仅证明了油菜素甾醇在调控稻穗粒数方面的作用，也打破了水稻穗粒数和粒重之间“你多我就少”的传统观念。

时空特异性抑制BR促进水稻穗分枝而不改变粒重（图源《科学》）

成果意义与未来展望

这一发现的意义在于，它为我们提供了一种新的思路和方法来改良水稻品种，提高水稻的产量。“我们国家现在的（水稻）产量已经非常高了，但近些年面临着提升慢的问题”，童红宁说，“未来水稻育种逐渐进入分子设计育种模式，这就要求我们不断挖掘基因资源，创新设计理念，实现水稻产量的突破”。

当然，这只是一个开始。我们还需要认识到，粮食安全是一个全球性的问题，需要各国共同努力来解决。中国作为一个人口众多、耕地资源相对紧张的国家，更应该加强农业科技创新，提高粮食生产的效率和质量。童红宁团队的研究成果不仅为中国农业的发展提供了新的动力，也为全球粮食安全的改善提供了有益的借鉴。

童红宁团队破译复粒稻遗传之谜的研究成果不仅具有重大的科学意义，也具有深远的实践价值。该成果破译了国际关注近百年的水稻种质资源复粒稻形成的遗传密码，揭示了植物激素油菜素甾醇调控水稻穗粒数的奥秘，为培育高产水稻新品种提供了理论基础和新路径。

中国科学院院士李家洋表示，该研究发现组织特异性地抑制BR含量可以只增加穗粒数，而不影响粒重和品质，一定程度上破解了两者之间的负相关平衡关系，是一种极有潜力的分子设计策略。这个策略对于其它激素而言也具有参考意义，尤其是在植物体内具有动态转运的激素如生长素和细胞分裂素等。

“这项研究发现油菜素甾醇含量控制着复粒稻穗粒数的某些特定性状，也说明从种质资源中挖掘基因资源是突破当前作物产量瓶颈的有效途径。”中国科学院院士林鸿宣表示。

（注：本文所述研究成果和结论均基于当前已知的科学事实和数据，但随着科学研究的深入和发展，未来可能会有新的发现和认识。因此，本文所述内容仅代表当前阶段的认识和理解，不排除未来会有新的变化和修正。）