古老非洲稻抗逆基因被中国破解 助力气候适应育种

据路透社2025年7月报道，数千年前在西非被驯化的非洲稻（Oryza glaberrima）长期被亚洲稻挤压，却凭借抗旱、耐涝、抗病虫等极端适应能力存活至今。如今，中国农业科学院的研究团队通过基因组分析找到调控这些抗逆性状的关键基因，并开发出编辑技术，让育种者首次能够便捷地将非洲稻的“硬核”基因导入现代高产水稻品种。这项突破有望为全球数亿依赖水稻为生的小农提供应对气候变化的“保险”。

被遗忘的驯化遗产：非洲稻的兴衰

大约3000年前，西非尼日尔河内陆三角洲的农民开始从野生稻中选育出非洲稻。与亚洲稻不同，非洲稻的谷粒成熟后极易脱落，手工收割时效率极低，产量仅每公顷0.5—1吨，远低于亚洲稻的每公顷3—5吨。因此，当15世纪欧洲殖民者将亚洲稻引入西非后，非洲稻迅速被边缘化，种植面积从历史最高峰的约400万公顷萎缩到当前不足100万公顷。但非洲稻并未消失——它在热带稀树草原、季节性洪泛区、酸性红壤等亚洲稻难以存活的“边际土地”上顽强存续。

逆境幸存者的“超能力”清单

非洲稻之所以能成为耐逆“王者”，源于其数千年来在自然选择与人工选择双重压力下积累的独特性状。根据美联社援引的《自然·植物》论文数据，在连续30天干旱条件下，非洲稻的存活率为78%，而亚洲稻仅为22%；在淹没超过1米的深水中，非洲稻能通过快速伸长茎秆露出水面，保持光合作用长达45天；此外，它对稻瘟病、白叶枯病、根结线虫等主要病害均表现出显著抗性。研究者还发现，非洲稻的叶片在45℃高温下气孔关闭速率比亚洲稻快3倍，从而减少水分丧失。这些性状涉及超过200个位点的基因变异，形成了一套精密的环境适应“工具箱”。

中国团队破译“抗逆开关”并建立育种桥

中国农业科学院作物科学研究所研究员李伟团队在2025年7月15日发表于《自然·植物》的研究中，首次完成了非洲稻“CG14”品种的染色体级别基因组组装，并利用群体遗传学方法锁定了调控落粒性、穗粒数、茎秆伸长速度等关键农艺性状的8个主效基因。团队随后开发出基于CRISPR-Cas9的多基因编辑体系，成功将非洲稻中负责耐深水的“SUB1A”等位基因片段替换到亚洲稻“宁粳4号”中，使后者的深水耐受力从10天提升至35天以上。

李伟在7月17日的线上新闻发布会上表示：“我们并非要将非洲稻从头驯化，而是借助基因编辑，把非洲稻数千年来积累的极端抗逆基因精准‘借’给亚洲稻。这就像把一辆越野车的底盘装到跑车身上。”他同时透露，团队已与西非水稻发展协会（WARDA）达成合作，将在塞内加尔和马里展开田间试验。

气候变化下的“救命稻草”

联合国粮农组织（FAO）2024年报告指出，全球水稻生产正面临升温、洪涝和干旱叠加的威胁：东南亚稻区因咸水入侵减产高达18%，而撒哈拉以南非洲稻区因降雨不稳定导致单产波动超过30%。非洲稻在恶劣环境中的生存本领正好应对这些挑战。美联社农业专栏作家Sarah White评价称：“中国团队的成果让非洲稻从博物馆里的标本变成了活生生的农业工具。”非洲水稻中心（AfricaRice）前主任Alhassane Toure博士指出：“过去我们只能通过远缘杂交将非洲稻的极小片段引入亚洲稻，过程长达十年且效果不稳定。如今有了精准基因编辑，育种周期可能缩短到2—3年。”

落地之路：挑战与前景

尽管前景诱人，非洲稻抗逆基因的推广仍面临多重障碍。首先，当前编辑后的水稻在产量上仍需优化——试验田的编辑植株产量约为亚洲稻亲本的80%，尚未达到商业标准。其次，非洲稻的抗虫性（如对二化螟的耐受性）机制尚不清晰，可能需额外改良。此外，部分西非国家对转基因作物的法律模糊，基因编辑作物虽非传统转基因，但可能仍需特殊审批。李伟团队表示，下一步将聚焦“精准提升产量而不损失抗性”，并计划与先正达、拜耳等企业合作开展商业化育种。

FAQ

Q1: 非洲稻与亚洲稻的最大区别是什么？

A1: 非洲稻驯化历史超过3000年，但因其种子极易脱落、产量低，被亚洲稻取代。然而，非洲稻在干旱、深水、贫瘠土壤、高温和病虫害等极端条件下表现出远优于亚洲稻的生存能力，拥有丰富的抗逆基因资源。

Q2: 中国团队的基因编辑技术如何帮助利用非洲稻的优势？

A2: 该技术通过CRISPR-Cas9将非洲稻的关键抗逆基因（如耐深水的SUB1A、抗旱的DRO1等）精准插入亚洲稻基因组中，同时编辑掉非洲稻的落粒性等不利性状。相比传统远缘杂交，速度从10年以上缩短至2—3年，且不引入多余的非目标基因。

结语

非洲稻，这个曾被现代农业遗忘的古老作物，如今正凭借其深埋基因中的抗逆“超能力”，在中国科学家的基因编辑技术下焕发新生。从西非的稀树草原到亚洲的稻田，它或许将帮助数亿农民在气候变化的狂潮中守住口粮安全。然而，从实验室到田野，从基因到穗头，这条道路仍需更多跨国合作、法规放宽和农民参与。