福建省农科院等研究团队联合破解“多粒簇生”遗传密码

调节激素“开关”让水稻“多子多产”

近期，一项由中国农业科学院作物科学研究所、福建省农业科学院水稻研究所及中国科学院遗传与发育生物学研究所携手攻关，共同破解水稻“多粒簇生”遗传密码的重大科研成果，再次引起关注。

近日，这项研究因其对粮食增产的潜在巨大贡献而位列“2025中国农业科学重大进展”榜首。

研究团队在福建察看水稻材料的生长情况（资料图）。

科研人员化身“侦探”

定位关键基因

“复粒稻”，是一种稻粒三五成群簇生在一起的特殊水稻种质资源。自20世纪30年代被发现以来，其独特的“群聚”生长方式吸引了全球农业科学家的好奇与探索。它为何能长出更多谷粒？这背后的遗传钥匙究竟是什么？

福建省农业科学院水稻研究所赵明富研究员团队与中国农业科学院钱前院士、童红宁研究员团队携手，接过了破解这道谜题的接力棒。

“我们就像侦探，以‘复粒稻’为起点，通过化学诱变‘制造意外’，筛选出不再簇生的突变体，然后逆向追踪线索。”赵明富研究员比喻道。经过精细的回交转育和基因关联分析，研究团队最终成功定位到那个掌控“簇生”的关键基因——“BRD3”。

为水稻生长按下“慢速键”

让稻穗产下“多胞胎”

找到基因只是第一步，破解它的工作机制才是关键。研究表明，“BRD3”像一个精准的“开关”。它的作用，是减少一种名为油菜素甾醇（BR）的激素的产量。

“你可以把BR激素理解为催促分生组织‘快点长大、别再分叉’的信号。”研究团队成员解释道，“‘BRD3’在特定部位工作，局部降低BR信号后，相当于给这个部位的生长指挥中心按下了‘慢速键’。”这一巧妙延迟，使得水稻有更充分的时间来构建更多二级分枝（即“小枝丫”）。同时，小穗梗略微缩短，让谷粒显得更加“挤挤挨挨”，最终显著增加了每穗的粒数。

“就像精确靶向给药，‘BRD3’的作用被严格限制在穗部特定区域。因此，调控‘BRD3’在实现穗粒数增加的同时，对籽粒大小、植株整体生长等其他重要农艺性状没有产生负面影响，确保增产不降质。”研究团队成员介绍。

从实验室到田间

创制优秀新品系

科研人员将这一调控机制导入多个主流水稻品种后，惊喜地发现：改造后的水稻，穗粒数显著增加，而穗长、穗数以及抽穗期等性状保持稳定，最终实打实地将产量提升了11.27%至20.96%，且米质未受拖累。

赵明富研究员说：“近几年来，我们已将这项成果应用于育种实践。”研究团队在海南、福建等地开展穿梭育种，创制了一批具有“复粒”优势的新品系。其中一些不仅在增产潜力上令人瞩目，而且在米质、株型和抗逆性等综合性状上也同样优秀，为培育下一代突破性高产优质水稻品种奠定了坚实基础。（记者 梁凯鸿 通讯员 胡海明 刘碧云）