摘要："过犹不及"的千年智慧，在水稻育种中竟成现实难题。种子既要"活力四射"快速破土，又要"沉稳克制"抵抗穗发芽。因此，生产上对于种子萌发性状提出了更高的育种目标，既要种子播期具备较强的萌发势与较强的胁迫抗性，亦要避免成熟期的穗发芽。全球气候变化加剧了这对矛盾的博弈

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"过犹不及"的千年智慧，在水稻育种中竟成现实难题。种子既要"活力四射"快速破土，又要"沉稳克制"抵抗穗发芽。因此，生产上对于种子萌发性状提出了更高的育种目标，既要种子播期具备较强的萌发势与较强的胁迫抗性，亦要避免成熟期的穗发芽。全球气候变化加剧了这对矛盾的博弈。

2025年5月26日，西南大学、沈阳农业大学、崖州湾国家实验室、日本福岛大学、华南农业大学多家科研机构，在Molecular Plant期刊发表了题为“Seed dormancy and germination in rice: Molecular regulatory mechanisms and breeding application” 的前瞻性综述论文，本综述系统地整合了水稻种子休眠及萌发的最新研究进展以及经典分子机制，涵盖了其环境响应特性以及信号级联调控过程。深入探讨了水稻种子在从休眠到萌发的转变过程中感知和响应环境信号的分子机制。聚焦了由萌发与休眠衍生的两个关键产业问题“穗发芽”和“直播稻”。

图1. 水稻种子低温萌发(A)与低氧萌发(B)因果基因的自然变异与分子调控网络

水稻种子穗发芽将显著降低稻谷质量，同时对粮食安全也构成了严重威胁。而直播稻作为一种高效节本的种植方式，其整齐稳定的成苗取决于在低温与低氧等复杂田间环境下种子萌发的高度适应能力。同时，穗发芽抗性要求的休眠与直播稻所需求强萌发势，在激素生理水平与基因调控水平上存在着复杂的拮抗关系。本文详细分析了与“穗发芽”和“直播稻”相关性状的基因靶点与潜在遗传改良策略，为提升水稻对气候变化的适应能力提供了理论依据。

针对生产上对于种子萌发休眠性状提出的更高育种目标，培育对不利环境适应性萌发的品种，需依赖先进的智能育种技术。包括多维气候环境模拟、动态表型筛选及多组学数据融合，解析种子休眠与萌发在的分子调控网络。结合AI辅助基因编辑与合成生物学，实现从基因创新到全基因组设计的育种策略优化。旨在通过对种质资源有效遗传多样性的深度挖掘，培育出具备主动适应复杂环境的萌发智能品种，助力水稻生产的稳定性和可持续性，为保障粮食安全作出重要贡献。

图2. 创制适应复杂环境的萌发智能品种

作者简介

西南大学徐凡副研究员和日本福岛大学Hideki Yoshida教授为本文共同第一作者，沈阳农业大学、崖州湾国家实验室孙健教授和日本福岛大学Makoto Matsuoka教授为本文通讯作者。华南农业大学储成才教授参与了本文框架的讨论、写作和修改。该工作得到了国家自然科学基金（32372107,32172059）、辽宁应用基础研究计划项目（2022JH2/101300172）等基金的资助。

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来源：琦琦视觉乡村