与通例稻比拟，杂交水稻产量高、抗逆性强，然而其种子成本往往超出跨越通例稻数倍，甚至到达10倍之多。许多庄家不睬解，杂交水稻种子为何那末贵？

泉源于在，杂交水稻的上风只存于在第一代。

可否让杂交水稻繁衍出及自身彻底同样的克隆儿女，实现“自我复制”？这也是我国杂交水稻之父、中国工程院院士袁隆平师长教师生条件出的杂交水稻制种最高方针——“一系法”。

左为杂交稻，整洁同等，上风显著；右为杂交稻儿女，疯狂分散，上风损失。受访者供图

7月21日，中国水稻研究所研究员王克剑团队于《生命》（Vita）上发表研究论文。团队乐成挖掘出水稻内源基因“华胥”，并据此培育出“一系法”杂交水稻观点性品种“一系1号”。该品种于差别株系及世代中，克隆效率不变跨越99%，且坚固率彻底正常，真正让杂交稻实现了“自我复制”。

中国科学院院士、中国科学院植物研究所研究员种康指出，这项研究找到了近乎完善的高效“胚胎启动开关”，为理解植物受精后胚胎发生的启念头制具备主要理论支撑。该事情有望重塑杂交水稻制种模式，鞭策“一次杂交、一个优秀杂交种、代代使用”成为实际，显著降低种子成本，为从底子上破解持久制约杂交水稻推广的高成本与高危害困局提供了可行路径。

中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋指出，王克剑团队挖掘出水稻内源“华胥”基因，乐成将杂交水稻的有性生殖高效转化为无交融生殖，初次实现了近100%克隆效率与正常坚固率的不变兼患上，霸占了两者持久彼此制约的要害瓶颈，是一系法杂交水稻研究范畴具备里程碑意义的冲破，向着“固定杂种上风、无需年年制种”的最终方针迈出了要害一步。

杂交水稻制种的“简法”之路

论文通信作者王克剑告诉《中国科学报》，杂交水稻是两个优异水稻家族的儿女，也就是“混血儿”，它自身长势旺盛，但它的儿女却会“七零八落”，可以说及它彻底纷歧样。从杂交水稻到其下一代，本来的高产上风将荡然无存。

以是，种子公司每一年都患上从头杂交出产新种子，而这个历程很是繁琐：繁育不育系、人工节制授粉、严酷断绝、邃密治理、检测纯度……每一一粒及格种子暗地里，都是繁杂工序及密集人力的重叠，成本天然居高不下。并且，一旦遭受灾年极度天气，极易发生无种可用的困境。

“昂扬的种子成本及较高的莳植危害，不仅加剧了农夫承担、压缩了莳植效益，更严峻制约了杂交水稻的进一步推广。”王克剑说。

据统计，我国杂交水稻莳植面积占比已经从岑岭期的近70%降落至今朝的50%摆布；而于海外市场，杂交水稻莳植面积占比仍不足5%，其巨年夜的增产潜力远未开释。对于种子企业而言，每一年须贷款投入巨额资金开展制种事情，产销链一旦呈现问题，极易形成高库存、高吃亏，给企业带来极重繁重的债务承担。

假如杂交水稻种子能实现“自我复制”，那末制种成本及种子价格将年夜幅降落。业界遍及认为，克隆效坦白接关乎儿女种子纯度，“一系法”若要具有真实的农业运用价值，必需迈过一道硬性里程碑门坎：克隆效率不变到达或者靠近100%，同时确保坚固率及产量不受影响。然而，这一难题曾经持久困扰着全世界农业界。

1966年，袁隆平于我国期刊《科学传递》发表《水稻的雄性不孕性》一文，提出使用雄性不育系实现杂交水稻制种的科学构思。其焦点是使用不育系及恢复系杂交得到杂交种，同时借助连结系向不育系授粉，批量孳生不育系。随后，袁隆平构造天下科研气力前后攻关了三系法、两系法。袁隆平于1986年初次提出、1987年正式发表了“从三系法到两系法，终极到一系法”的战略构思。

袁隆平. 水稻的雄性不育性.《科学传递》，1966。受访者供图

王克剑注释，“一系法”的焦点方针，是经由过程无交融生殖让杂交作物孕育发生基因连结稳定的克隆种子，从而固定杂种上风，实现“一次杂交，代代可用”。“一系法”被袁隆平誉为杂交水稻育种的“最终方针”，连续吸引全世界科研气力不懈求索。

从0到1再到100

于天然界中，已经发明有400多莳植物可以经由过程无交融生殖孕育发生种子，但重要农作物其实不于其列。“假如能将无交融生殖这个特征引入到农作物中，只要获得一个良好的杂种单株，就能实现杂交水稻的连续使用，无需每一年从头制种，使患上作物的育种历程由繁到简，杂交品种由少到多，年夜年夜促成杂种上风的使用，提高食粮产量及质量。”2013年，王克剑团队启动“一系杂交稻摸索规划”，制订了“从0到1”，再“从1到100”的攻关线路。

美国及中国科学家险些同时别离于无交融生殖固定杂种上风研究范畴取患上冲破。2018年6月，王克剑团队与美国加州年夜学戴维斯分校传授Venkatesan Sundaresan团队别离同步投稿《天然》杂志。王克剑团队论文颠末二轮评审后转投至《天然—生物技能》杂志，并在2018年12月11日被正式吸收。

就于第二天，12月12日，《天然》杂志于线发表了Sundaresan团队的事情，他们于通例稻中创立了无交融生殖系统。今后若干年，经多个团队连续优化，外洋团队于杂交水稻中的克隆效率最高已经晋升至95%摆布。《天然》杂志评论其“已经靠近贸易化运用门坎，今朝已经于美国及印度推进田间实验”。

上述结果得到国际学术界高度承认。Sundaresan在2024年荣获有“农业诺贝尔奖”之称的沃尔夫农业奖，2025年又再次荣获VinFuture全世界科技奖，充实彰显了“一系法”研究日趋晋升的全世界影响力与战略价值。

而王克剑团队于《天然—生物技能》发表的结果，初次于杂交稻中创立了无交融生殖系统，得到了杂交稻的克隆种子，实现了杂交水稻无交融生殖从0到1的冲破。

袁隆平院士勉励王克剑团队攻关一系法杂交水稻，提高克隆种子效率。辛业芸供图

袁隆平第一时间赐与了高度评价：“这个事情证实了杂交稻举行无交融生殖的可行性，是无交融生殖研究范畴的庞大冲破，具备庞大的理论意义。”他同时勉励团队：“但愿研究职员再接再砺，早日将一系法杂交水稻运用到出产。”

随后，王克剑团队最先霸占杂交水稻克隆效率问题，确立了“从1到100”的攻关方针——克隆效率100%、坚固率彻底正常的一系法杂交水稻。

霸占“一系法”：找到内源基因“华胥”

“克隆效坦白接关乎种子纯度。”论文第一作者、水稻所博士后陈文强告诉《中国科学报》，我国对于杂交稻种子出产纯度的最低要求为97%，通例稻不低在99%。业界持久认为：一系法杂交稻若要像通例稻同样自我繁育，克隆效率必需不变到达99%以上。

同时，无交融生殖技能要走向运用，还有必需维持正常的坚固率。然而，此前研究发明，坚固率与克隆效率之间存于较着拮抗——克隆效率越高的株系，坚固率往往降落越严峻。

持久以来，科学界推测，卵细胞受精后，精子可能携带着启动胚胎发育的要害转录旌旗灯号。若找到这一路始调控因子，便有望开发出高效的孤雌生殖东西。

值患上留意的是，迄今为止所有被鉴定出于卵细胞中异位表达时能触发孤雌生殖的基因，其编码的转录因子均具备广泛的表达模式及多样的发育功效。陈文强说，此中，BBM1体现出最为特异的表达，但其不仅于精子及受精卵中高表达，还有于后续胚胎发育历程中连续表达，注解其作用不止在胚胎发生的初始引诱阶段。

这些发明引出了一个要害问题：是否存于专门用在启动胚胎发生的特定因子？这种可能仅存于在精子及初期受精卵中的因子，或者可引诱实现100%效率的无交融生殖。

基在以上试验思绪，颠末数年连续攻关，王克剑团队终究乐成挖掘出水稻内源基因，并将其定名为“华胥”（HUAXU）。该基因编码邃密胞特异转录因子卵白。

王克剑说，“华胥”的定名灵感，源自中国古代神话中被尊为中华鼻祖母的“华胥氏”。据《山海经》郭璞注：“华胥履年夜迹生宓羲。”《年龄世谱》亦载：“华胥生男名宓羲，生女名女娲。”“这一无须父本介入而孕育生命的传说意象，刚好与孤雌生殖的非双亲遗传发育机制一唱一和。”王克剑说。

左为野生型，右为卵细胞异位表达HUAXU，高效引诱卵细胞直接启动胚胎发育。受访者供图

陈文强说，他们于杂交水稻卵细胞中异位表达华胥基因，能高效引诱孤雌生殖、孕育发生单倍体儿女。进一步与克隆配子计谋相联合，他们所创制的Fix8株系均实现靠近100%的克隆效率——于多个杂交稻品种、差别世代、差别莳植群体及田间年夜群体前提下，克隆效率仍不变维持于99%以上。更为主要的是，个体Fix8株系于持续多代连结克隆效率靠近100%的同时，产量与正常程度持平。

Fix8实现近100%的克隆效率及部门株系的正常坚固率。受访者供图

随后，研究职员又进级得到观点性品种“一系1号”。于“一系1号”中，年夜部门株系于连结克隆效率靠近100%的同时，产量与正常程度持平，持续莳植显示这些性状一样可以或许不变通报到下一代。

一系1号。受访者供图

李家洋说，从技能指标看，这是该范畴初次于一系法杂交水稻中同时满意"不变近100%克隆效率"及"正常坚固率"这两个财产化硬指标，象征着水稻杂种上风已经可经由过程种子不变通报，一系法最焦点的科学障碍已经被扫清。

种康暗示，该系统基在自立研发的水稻内源基因，是我国种业科技自主自强的范例。

假以时日“一系法”将从实验田走向出产田

“若该技能将来实现贸易化，或者将深刻转变杂交水稻的财产模式。”王克剑说，传统模式下，种子公司每一年需投入巨额资金出产杂交种子，技能难度年夜、出产危害高，农夫被迫负担昂扬用种成本；将来，良好杂交品种选育后可经由过程种子天然复制，多代连结上风，制种成本有望降落90%以上，良好品种的推广效率也将极年夜晋升。

“袁隆平师长教师40年前构思的一系法战略构思，其焦点技能指标如今终究从蓝图变为实际。”李家洋夸大，但科学上的冲破不等在财产化的完成，从运用的角度看，仍需超过“末了一千米”。“假以时日，一系法从实验田走向出产田值患上期待。”李家洋说。

种康尤其夸大，这项里程碑性子的事情发表于国产新的年夜刊Vita上。这是科学文化自傲的标记，指导高程度科研结果优先于海内科技期刊发表，鞭策优异结果回流本土，慢慢破解"结果发出去、数据买回来"的"两端于外"困局。

“这一冲破性结果留于海内新年夜刊上首发，不仅是对于国度政策的踊跃回应，更表现了科学家群体对于国产期刊学术质量的承认与决定信念。国产期刊有能力承载可以或许转变财产格式的一流研究，对于在重塑科研评价系统、晋升我国科技期刊国际话语权，均具备主要树模意义。”种康说。

论文作者合影。受访者供图

王克剑暗示，团队将连续优化迭代，出力在内源基因的精准调控、无标志且无外源整合的编纂技能开发，并开展多年、多点的年夜范围田间验证，终极创制不含任何外源序列、安全不变的一系法杂交水稻品种。

陈文强（左）与王克剑（右）于田间试验。受访者供图

本年恰逢袁隆平提出杂交水稻雄性不育系使用理论60周年、提出一系法杂交水稻战略构思40周年。论文于称谢部门向袁隆平致以最深入的敬意，感激他对于项目团队事情的鼓动勉励与引导。

相干论文信息：https://doi.org/10.15302/vita.2026.07.0053

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