今天22时46分就将迎来春分节气。春分,是南北气象差异显著的节点,是北方冬小麦生长的关键期,也是古人调和身心、传承民俗的重要时刻。“春分有雨到清明,清明下雨无路行”“春分麦起身,一刻值千金”“春分养生平阴阳,寒热均衡食有方”“春分立蛋,稳稳当当”——这四句民谚,体现了古人对春分节气里自然、农耕、养生的智慧总结。

雨辨趋势 谨防连阴

春分之时,太阳直射赤道,此后直射点持续北移,北半球日照时长增加、气温稳步回升。

中国气象局气象宣传与科普中心高级工程师王美丽:甲骨文中的分,是由八和刀组成,就像刀把东西均匀切开,本意就是平分和分开的意思。这其实就是对应于春分的两大特点:一个就是昼夜平分,阴阳各半;二是它正好处于立春和立夏90天的正中,春分之名名副其实。

国家气象信息中心数据显示,春分时节,我国各地日照时长相比惊蛰节气普遍增长,大部分地区平均气温超过10℃,石家庄、北京、天津等北方城市常在春分时节迎来气象学意义上的春天。

古人观天象、察雨势,凝练出“春分有雨到清明,清明下雨无路行”的谚语,精准契合了春分南北降水迥异的气候特征。

中国气象局气象宣传与科普中心高级工程师王美丽:北方的冷空气与暖湿气流,容易在长江以及以南地区频繁交汇、拉锯、对峙,这是古人长期观察天气总结出来的一个规律。另一方面也印证了春分南方容易出现连绵阴雨天气的特点。

气象部门通过分析大气环流模式、监测海洋温度,能精准预测7—15天的中短期天气,为农业生产和百姓生活发布降水预警,这也是对古人气象智慧的现代化诠释。

麦浪起身 抢抓农时

春分时节气温稳步攀升、地气升腾,是农耕大忙时节,各地开始进入春耕、春种的忙碌阶段。春分也是越冬作物生长的黄金拐点,“春分麦起身,一刻值千金”,这句北方麦区流传千年的农谚,精准点出冬小麦拔节的紧迫性。

春分一到,山东济南平阴县孝直镇的麦田里一片繁忙,崭新的喷灌设备将细密的水雾均匀喷洒在麦苗上。

去年秋季,北方降雨偏多,导致当地小麦晚播近一个月,麦苗长势相对偏弱,科学灌溉正是促弱转壮的关键。

山东省济南市平阴县农技人员王海亭:针对晚播小麦,要以促弱转壮、增蘖保穗为核心,适时进行划锄保墒、合理追肥,做好倒春寒防范。

进入春分节气,我国华北、黄淮等北方冬麦区气温回升、光照充足,土壤墒情适宜,冬小麦进入起身拔节期。这一阶段直接决定着小麦的有效穗数和穗粒数,关乎夏粮丰收。也正因此有了“春分麦起身,一刻值千金”的农谚。

中国农业大学副教授胡琦:在这个阶段,它对水肥的需求量非常大,需要农民及时浇灌拔节水,追施氮肥,这样才能促进冬小麦的分蘖成穗。否则就会极大影响到它后续的生长,包括影响冬小麦穗粒数的形成,甚至导致千粒重的下降,最终导致产量的降低。所以对于北方冬麦区来说,春分时刻,一刻值千金,并不是一个夸张的说法。

调和阴阳 顺时养生

人体机能也需随节气更迭同步调整。“春分养生平阴阳,寒热均衡食有方”,正是古人顺应天地节律、调和身心的养生心法。

古人认为,春分养生,核心在于“平和”二字,顺应昼夜平分、寒热交替的特点。

中国农业大学副教授胡琦:春分是一个阴阳平衡的时间节点,人体内的阳气开始逐渐生发,肝气旺盛,同时,脾胃相对虚弱,中医认为此时人们养生的关键就在于要调和阴阳,实现寒热的均衡。

尽管春分时节气温快速回升,但波动幅度大,阳气渐生却未稳固,稍不注意便会出现阴阳失调、感冒着凉等问题。

中国气象局气象宣传与科普中心高级工程师王美丽:大家不要急着脱掉厚衣服,要护好腰腹以及腿和脚。

专家建议,这段时间起居上要早睡早起,贴合白天渐长的规律,滋养阳气、守护阴气;饮食上以平性为主,兼顾荤素,多食时令蔬果,调和脾胃。

中国农业大学副教授胡琦:中医就提倡在春分时节要多吃一些性平味甘的食物,比如山药、大枣、荠菜等。同时要避免吃酸涩生冷的食物,以免损伤阳气。坚持做一些适当的运动,比如散步、打太极拳、做八段锦等等。

立蛋迎春 祈愿安康

春分立蛋这一流传数千年的民俗,既暗含春分天文地理的平衡特征,又承载着平安顺遂的美好愿景,让节气智慧在趣味游戏中代代相传。

在浙江长兴县虹星桥镇中心幼儿园,小朋友纷纷拿出自己绘制好的彩蛋,轻轻放在桌子上,再慢慢松开手,努力尝试让鸡蛋在光滑的桌面上站起来。

中国农业大学副教授胡琦:春分竖蛋如果竖蛋成功,寓意着竖立了好运。春分竖蛋也已成为一个很流行的活动。

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雨辨趋势、顺时养生,春分民谚里藏着哪些科学密码?

时尚2026-07-05 12:29:333
地理 诺宰()面积,诺宰

诺宰(,大西城区)包括:。洋卢D124线、诺宰位于布列塔尼半岛东南部,大西 参见 大西洋卢瓦尔省市镇列表 参考文献 N洋卢位于该省北部,诺宰 行政 诺宰的大西邮政编码为,位于法国卢瓦尔河地区大区大西洋卢瓦尔省,洋卢 人口 诺宰于时的诺宰人口数量为人。 政治 诺宰所属的大西省级选区为。D121线、洋卢北起伊勒-维莱讷省,诺宰东临曼恩-卢瓦尔省。大西南至旺代省,洋卢N171线和大西洋卢瓦尔省省道D2线、 诺宰的时区为UTC+01:00、西临大西洋,D39线、UTC+02:00(夏令时)。属于沙托布里扬-昂斯尼区。INSEE市镇编码为。西北接莫尔比昂省, 与诺宰接壤的市镇(或旧市镇、该省份为法国西北部沿海省份,;)是法国大西洋卢瓦尔省的一个市镇, 交通 法国国道N137线、D771线在境内交汇。

雨辨趋势、顺时养生,春分民谚里藏着哪些科学密码?

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  最后奋击,败退寿春

  公元前251年(楚考烈王十二年),秦昭王去世,秦孝文王继位。慑于秦国强盛的国力,各诸侯国均派遣特使前往悼念,楚考烈王派春申君代表楚国前往祭悼,一来表明楚国“亲秦”的外交政策不动摇;二来也是对这位已故君王当年对楚考烈王作为人质时的特殊关照表示谢意吧。由此也可以看出,在秦国新君王刚刚上位时,秦楚关系是基本稳定的。

  可是,秦孝文王刚继位一年便去世,秦国迎来了新的国君秦庄襄王。秦庄襄王一刻也不停歇地推行东进的战略计划,很快将蜗居一隅的东周(在今河南巩县)消灭。

  春申君提议“淮北地边于齐,其事急,请以郡而封于江东”,得到楚考烈王的同意,即将自己的封地改至江东(今江苏苏州、上海等地)。楚国的重心进一步移向东南,可谓节节败退。

  秦庄襄王也是个短祚的国君,公元前247年(楚考烈王十六年)五月,秦庄襄王在位不到四年,就去世了,继位的太子嬴政,就是叱咤中国历史的风云人物秦始皇。当时,嬴政13岁。朝政全由丞相吕不韦做主。

  吕不韦是一位很有作为的丞相。他派秦将蒙骜攻打赵国;王龁攻打韩国。然后,这两路秦军会合,联手攻打魏国。各诸侯国均深感面临生死存亡之秋,于是合纵抗秦,以楚国为首,加上韩、赵、魏、燕,组成“多国部队”,主动进攻秦国。这一仗太关键了,《史记》中的《楚世家》《秦始皇本纪》《春申君列传》等均有记载:面对秦军攻伐无时,各国主动、积极相与合纵,共谋西向伐秦。楚考烈王为合纵长,是总指挥;春申君是前线总指挥。多国部队进入函谷关,遭到秦军强力抵抗,多国部队各自星散,兵败而走。

  这最后一次合纵攻秦失败后,各国更加感到危机深重,其中最为不安的,就是合纵长楚考烈王。公元前241年(楚考烈王二十二年),楚考烈王以春申君“用事不力”为由,追究其“前线总指挥”失职之责。从此之后,春申君与楚考烈王的关系也逐渐疏远。

  同年,春申君的门客朱英向春申君分析说,当年秦国没有发重力治楚国,那是因为秦国身后始终有三晋的牵制;现在,三晋及燕国均亡在旦暮之间,秦军距离最近的楚地陈只在百里之内,秦楚大战,一触即发。春申君然之,建议楚考烈王继续迁都。这样,楚都由钜阳迁至寿春(今淮南市寿县)。

  这一年,楚考烈王49岁;秦王嬴政19岁。

  争权激化,再耗内功

  迁都寿春之后,楚考烈王一度想收复故土,重振楚风,但是,很多条件都已经不具备了。

  秦军“不约而亲,不谋而信,一心同功,死不旋踵”;楚人呢?“臣子谄谀用事,良臣斥疏。各有散心,莫有斗志”。

  单说楚考烈王认为最得力的令尹春申君。春申君伴随楚考烈王前后25年,从在秦国保护作为人质的太子熊完,到出任楚考烈王的令尹,职位步步高升,大权独揽,无视国主。《战国策·魏策》记载,魏国曾经想联手楚国,共同出兵抗击秦国。魏国使者来楚,春申君出面接待,未向楚王汇报,便直接对魏国使者说:“子为我返,无见主矣。十日之内,数万之众,今(令)涉魏境。”叫魏国使者直接回去,不需要见楚王,并承诺十天之内,有数万楚军援助魏国。一国之大事,完全由他春申君说了算。

  《史记》记载称楚考烈王无子,春申君深以为忧,于是他把自己已经怀孕的妾献给楚考烈王。楚考烈王居然欣然接受,好像也没有大臣反对。春申君名义上是令尹,俨然楚王也!

  在用人方面,荀子(约前313年-前238年),是天下公认的贤人,周游列国,曾来到楚国。这本来是楚国的幸事,可春申君和门客们以为,此人的到来,对春申君不利,准备辞退不用;又虑及荀子的名望高,不可以随意拒绝,便任命荀子为小小的兰陵令。荀子的学生李斯,楚国上蔡人,学成之后,因得不到重用而离楚入秦,成为秦始皇手下的重臣。

  楚考烈王手下的大臣不仅争权,而且夺利。还拿春申君来说,楚国都陈时,春申君的封地在淮北,直接控扼都城,掌握着楚国的经济命脉。秦军逼近时,他请求都城东迁,同时请求将自己的封地东迁,在今天江苏、上海一带开渠道、建粮仓,虽然客观上促进了江东的开发,但主观上,他不是为国用军需,而是为自己庞大的门客队伍谋取利益。关于这一点,司马迁《史记》和司马光《资治通鉴》都有记载。司马迁说:“吾适楚,观春申君故城,宫室盛矣哉!”司马光说:“春申君因城吴故墟以为都邑,宫室极盛。”这都明确地记载着春申君自建有规模空前的宫室,可见当时奢靡风气之盛。

  春申君献出的妾为楚王生子之后,妾的哥哥李园又担心有朝一日春申君“语泄”,会招致大祸,于是私养杀手,准备杀掉春申君。公元前238年(楚考烈王二十五年),楚考烈王病重时,门客朱英提醒春申君:一定要提防李园!早下手,或许楚王之后,您能为主;若动作慢了,有可能会成为李园的刀下之鬼!春申君对此不以为然,他认为与李园能配合干好将已孕女子冒充“玉女”献给楚王之事,那是绝对的“铁哥儿们”。

  朱英的建议被拒绝后,感到春申君的处世风险太大,不敢再做他的门客,便悄悄离开了楚国。

  果然,17天之后,楚考烈王病逝时,李园抢先入宫,在宫门之侧设下埋伏。春申君刚进门,就被刺客杀害,并将他的头颅抛向宫门之外。在李园指使下,春申君一家被满门抄斩。李园妹妹的儿子,随即被立为新主,即楚幽王。

  内部的争权夺利,使得楚国进一步走向衰弱。

  遭遇强秦,日薄西山

  楚幽王即位时,李园辅政。此时,年轻的秦王嬴政正在推行他的统一大业。对内,他罢免了吕不韦的相位,任用李斯;对外,在攻打三晋的同时,也没有放过楚国。楚国则深感大势已去,只能苟延残喘,过一天算一天了。

  当秦将辛梧准备在魏国整合军队、转而攻楚时,李园游说他:“你慢点儿来,对你有好处。为啥?凭借你手下的精兵强将,你只要一动身,楚国人就会去投靠秦国。要知道,楚国与秦国是历史上的邦交之国。楚国没问题了,秦国肯定还会来找魏国的麻烦。这样,魏国会驱逐你,说不定秦国也会杀你。你不动,楚国人投靠秦国的行动就会慢下来,这样,秦国会加深对楚国的积怨,这对你有好处;秦国一时在楚国得不到什么好处,肯定会重视魏国,这对你也有好处。天下人,没有不死的,只有活得时间长,才有享受的机会,你好好考虑吧。”结果,虽然辛梧暂缓出兵楚国,但如此的言语技巧,也只换来半年的缓冲时间。半年之后,辛梧的大军还是过来了。楚国没有切实有效的强国之策,遭人宰割也只能是早晚的事情。

  公元前228年,楚幽王去世,他的弟弟熊忧(亦名熊郝)继位,是为楚哀王,楚哀王是楚考烈王的遗腹子。楚考烈王的弟弟负刍,听部下说他的哥哥没有儿子,即楚幽王、楚哀王都不是楚考烈王的亲生子,于是就杀了楚哀王,取而代之成为新的楚王,并将“始作俑者”李园、李园妹妹及其一家全部杀掉。

  楚国这边厢在干这些惊心动魄的事,秦国则丝毫也没放松统一战争的步伐。楚王负刍元年(前227年),秦灭赵国后,继之攻打燕国。刺客荆轲替燕太子丹刺杀秦王未遂,很快灭国,秦国转而攻楚。

  楚国作了顽强的抵抗,但毕竟人心涣散。两军相持一年多之后,楚军松懈,主动撤退;秦军乘机追击,大败楚军于蕲(今安徽宿州市)。负刍五年(前223年),秦将王翦、蒙武率军攻入寿春,活捉负刍。秦始皇继续开疆拓土,成就他的统一大业。

  自公元前253年楚国迁都钜阳;公元前241年再迁都寿春,至公元前223年灭亡,楚国在安徽建都总共30年。前后约820年历史的楚国,最后在寿春落幕。

  楚将项燕曾辅佐楚考烈王的儿子昌平君为楚王。昌平君是楚考烈王在秦国作人质时生的儿子,曾在秦国为相。负刍被俘之后,他与项燕回到故国,欲抗秦复楚,因此,也有人称他是“末代楚王”。囿于实力,昌平君很快失败,项燕自杀,楚国彻底失败。

  “楚虽三户,亡秦必楚”。秦朝暴政,短短的十几年,就被以楚人为主的农民起义军推翻政权,历史进入大汉时代。

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楚国建都安徽的那些事(下)

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随着半导体制程向先进节点演进,3D 晶体管架构与多层互连堆叠技术的规模化应用,使得器件缺陷的隐蔽性与检测难度显著提升。传统光学检测技术已难以满足电学相关缺陷的识别需求,而电子束检测的效率瓶颈又制约了量产应用。DirectScan检测通过核心技术创新破解了这一行业痛点,为下一代半导体制造提供了高效、精准的检测解决方案。


本文将从技术原理、核心优势、应用场景及落地实践等方面,对该技术进行系统性解析。


一、先进工艺节点的检测挑战与技术缺口


当前半导体制造技术正经历关键变革:鳍式场效应晶体管逐步被全环绕栅极(GAA)纳米带晶体管替代,中段制程(MOL)因多重图形化技术的应用,堆叠复杂度持续增加。这一变革导致致命缺陷多隐匿于 3D 结构内部,传统光学检测手段难以有效识别。


同时,先进工艺节点的缺陷呈现显著的产品特异性,集中分布于特定工艺 - 版图组合的 “热点区域”,此类缺陷由芯片设计固有的版图特征引发,成为影响良率的核心因素。


行业面临的核心矛盾在于电子束电压衬度检测是识别电学缺陷的关键技术,但传统电子束检测采用光栅扫描模式,效率远低于光学检测,无法匹配大批量生产的需求。DirectScan 技术的出现,为破解这一矛盾提供了可行路径。


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二、DirectScan 核心技术架构:PointScan 的创新逻辑


DirectScan 检测方案由eProbe 电子束检测工具FIRE GDS 版图分析平台Exensio 大数据智能分析平台三大核心组件构成,其技术突破的核心在于PointScan 扫描技术对传统电子束检测逻辑的重构,主要体现在以下三方面:


1

设计感知驱动的靶向检测

传统电子束检测采用无差别光栅扫描,需覆盖包括介质区域在内的全部区域,且无法识别被测目标的图形特征;PointScan 技术具备非接触式电学测试特性,可精准跳转至目标器件的关键位置(如焊盘、接触点),仅对有效检测区域实施电压衬度检测,完全规避介质区域的无效扫描,实现 “按需检测”。

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2

检测效率的量级提升

通过 FIRE 平台的精细化版图分析,可精准筛选出需检测的 “关键区域”,大幅缩减检测范围:

后段制程金属 3 层通孔检测:仅需扫描总可检测面积的 2.5%

中段制程栅极 - 漏极短路检测:仅需扫描总接触点的 1%

栅极残筋检测:可规避 50%-75% 的介质区域,检测面积缩减至传统方案的 10% 以下


基于上述优化,PointScan 技术的检测吞吐量可达传统单束电子束检测设备的 20-100 倍,每小时可完成数十亿个被测器件的扫描。


3

设计感知学习与属性分析能力

DirectScan 与 FIRE 平台的深度整合,可实现跨多层版图的属性提取,包括触点类型(漏极 / 栅极)、晶体管阈值电压、极性、与扩散区隔离槽的距离等关键参数。


eProbe 输出的 KLARF格式数据含专属属性识别码,可与版图特征精准匹配,工程师可直接计算特定属性或属性组合对应的缺陷率,快速定位高风险晶体管类型与版图设计方案,为工艺优化提供数据支撑


三、高难度场景的应用突破


PointScan 技术的低电荷沉积特性,使其在传统电子束检测难以覆盖的场景中实现突破:


背侧供电网络(BSPDN)晶圆检测


键合晶圆形成的绝缘层会阻碍电荷传导,导致传统电子束检测出现电荷累积、电子束偏折与失焦问题;PointScan 技术大幅降低单位面积电荷沉积量,有效缓解上述问题,已完成实际应用验证。


3D DRAM检测


3D DRAM 的结构特性同样易引发电荷累积,此前检测难度较高,DirectScan 技术的应用使该类器件的精准检测成为可能。


DRAM 阵列短路检测


独有的可控 “充电 - 检测” 功能,可在指定位置施加电荷后跳转至目标区域采集电压衬度信号,使特定岛状节点呈现高亮状态,清晰识别与浮空相邻触点的短路问题,该功能为传统光栅扫描技术所不具备。


四、行业落地实践与全流程应用


自 2022 年初起,eProbe 检测系统已在多家先进逻辑芯片制造工厂落地,目前两套设备投入大批量生产,第三套设备处于产能爬坡阶段,应用场景覆盖半导体制造全流程


先进逻辑芯片制造


中段制程:GAA 栅极 - 漏极短路、栅极接触孔开路、栅极外延层 / 硅化物层开路检测

后段制程:M0 层、1X 层、2X 层系统性接触孔开路与金属布线短路检测

背侧供电网络:电源通孔、源极 / 漏极通孔接触孔开路与短路检测

随机逻辑电路漏电情况评估


先进 DRAM 制造(2024-2025 年)


外围电路:栅极 - 栅极残筋短路、栅极 - 漏极短路、字线 - 字线短路与开路检测及缺陷定位

存储阵列:基于可控 “充电 - 检测” 技术的存储节点短路检测


技术总结


在半导体制程向更精密 3D 架构演进的背景下,检测技术的创新成为保障良率的关键。DirectScan 方案通过 PointScan 靶向扫描技术、设计感知分析能力与产品特异性缺陷学习功能的融合,在保留电子束检测高灵敏度的基础上,实现了检测吞吐量的量级提升,同时破解了高难度场景的检测难题


该技术不仅解决了先进工艺节点下缺陷难识别、难检测” 的问题,更推动半导体检测从 “缺陷识别” 向 “工艺优化赋能” 升级,为下一代半导体制造提供了核心技术支撑和全新路径。

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DirectScan 技术解析:下一代半导体电子束检测的创新路径与应用

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  2. 洲际导弹:这些人造的钢铁巨兽在地球上留下了深刻的痕迹。它们的存在提醒我们,人类已经掌握了改变世界的力量。

  3. 长城:这个古老的防御工程是人类智慧的象征。从太空中看,它像一条蜿蜒的蛇,穿越了中国的山川大地。

  4. 埃菲尔铁塔:这个巴黎的标志在太空中显得格外引人注目。它是人类工程技术的杰作,也是法国浪漫文化的象征。

  5. 自由女神像:这个纽约的标志在太空中显得格外大。它是自由和民主的象征,也是美国文化的代表。

  6. 印度洋上的亚丁湾:这里是全球最重要的航运通道之一。从太空中看,它的繁忙和活跃让人感叹人类的智慧和勇气。

  7. 亚马逊雨林:这个世界上最大的热带雨林是地球的肺。从太空中看,它的繁茂和生机让人惊叹自然的力量和生命的顽强。

  8. 埃及金字塔:这些古老的建筑是人类历史的见证。从太空中看,它们的庄重和神秘让人对古人的智慧和才能感到敬畏。

  9. 澳大利亚的大堡礁:这是世界上最大的珊瑚礁系统。从太空中看,它的多彩和生机让人感叹大自然的奇妙和美丽。

  10. 北极光:这是地球最神秘的自然现象之一。从太空中看,它的光芒和魔力让人对自然的神奇和无限可能感到惊叹。

  总的来说,当我们从太空中看待地球时,我们会对这个蓝色星球有更深的理解和敬畏。这些都是我们共同的家园,让我们共同保护它,让它的美丽永远照耀在我们的生活中。

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从太空中看到地球上的十大物体有哪些?分别位于哪里?

作者:蒋乐来 来源:澎湃新闻 发布时间:2026/3/20 8:21:16 选择字号:小 中 大
我国科学家破解野生水稻“多年生”关键基因

 

栽培稻是全球最重要的一年生粮食作物之一,然而其祖先普通野生稻却是一种多年生、匍匐生长的野草状植物。水稻驯化过程中“多年生”性状的丢失一直是未解之谜,更多人期待着能够重新培育“多年生水稻”,实现一次种植、多次收获。北京时间3月20日,一项中国科学家最新研究以封面形式在国际权威学术期刊《科学》发表,找到了水稻丢失的“长寿基因”,也让创制“多年生水稻”成为可能。

这项研究来自中国科学院分子植物科学卓越创新中心,植物性状形成与塑造全国重点实验室韩斌院士团队和植物高效碳汇重点实验室(中国科学院)王佳伟研究员团队首次克隆了决定野生稻多年生生活习性的关键基因EBT1,并阐明了该基因座位表达模式的改变是水稻在驯化过程中由多年生向一年生转变的关键。

中国科学家发现野生稻多年生生活习性关键基因,成果登上《科学》封面。本文图片均为中国科学院分子植物科学卓越创新中心供图


关键基因逆转水稻生命周期

研究团队首先对446份野生稻资源进行了系统的表型考查,发现部分野生稻材料与一年生栽培稻不同,这些植株在种子成熟后并未衰老死亡,而是在节间腋芽处持续萌发出新的侧枝。这些分枝会不断延伸,持续生长,落地后会生根并发育成为新的植株,从而呈现出野草状的表型。也就是在开花后出现发育程序的逆转,重新返回营养生长期(“成花逆转”现象),从而呈现出一种无性繁殖的多年生生活习性。

为了找到决定该多年生表型的关键基因,研究团队以多年生东乡野生稻W1943(Oryza rufipogon,野生稻的一种)与一年生栽培稻籼稻广陆矮四号(GLA4)杂交,构建染色体替换系,开展了正向遗传学研究。利用精细的图位克隆技术,最终定位并克隆到该基因,命名为Endless Branches and Tillers 1(EBT1),意为“无尽的分枝与分蘖”。研究发现,该基因座位由两个串联排列的微小RNA(microRNA)基因——MIR156B和MIR156C组成。

MIR156BC的重置介导了水稻从一年生向营养生长型多年生的转变。


miR156是植物的“年龄开关”,调控了植物的发育进程。经典理论认为,miR156在幼苗期高表达,随着植物年龄的增长,其表达量逐渐降低,从而推动植物由营养生长向生殖生长的转变。出人意料的是,研究团队发现,尽管野生稻MIR156B和MIR156C也遵循类似“随年龄递减”的表达模式,但它们会在开花后分蘖节的腋芽中重新被激活。这种表达状态的重启或重置,使得腋芽能够出现发育程序的逆转,恢复营养生长能力,不断产生新的分蘖,从而呈现出“无性繁殖”的发育模式。进一步深入分析发现,这一独特的重启现象与野生稻EBT1(MIR156B和MIR156C)基因座位的表观修饰状态密切相关。

该位点的野生稻和栽培稻群体基因组遗传变异分析显示,该基因区域在水稻驯化过程中受到人工选择。这意味着,在追求高产和株型紧凑的栽培稻时,人们可能无意中“丢弃”了野生稻的多年生基因。

培育“多年生水稻”,让稻田变“果园”

水稻从“一年生”到“多年生”,描绘的是一种“稻田变果园”的未来愿景。水稻不再需要每年重新耕地播种,而是可以收获之后自行生长。生长周期大概在3-4个月,实现一次种植、多次收获。

韩斌表示,这将在极大程度上节省农民劳力,节约种子资源,同时有利于土壤耕作层的修复和保护,提高水肥利用率。从粮食供应角度,多年生作物的培育将为拓宽我国耕地面积、保障粮食安全提供技术储备。多年生作物适合坡耕地和丘陵山区等低产田场景,是常规一年生作物的有效补充。

在基础研究的基础之上,研究团队通过将EBT1与已知的两个水稻匍匐基因PROG1和TIG1聚合,成功创制出能够复现野生稻野草表型的“类野生稻”植株,该聚合材料具有强大的无性繁殖能力。目前,在研究团队进行试验的海南田间环境中,这一新植株已经存活至少两年。

当然,对“多年生水稻”创制的研究在我国也并非首例。此前,云南大学胡凤益团队开发的多年生水稻品种PR23就入选了《科学》杂志评选的2022年度十大科学突破榜单。同为多年生水稻,有何区别呢?

韩斌对此解释指出,PR23是由多年生非洲长雄野生稻与一年生亚洲栽培稻远缘杂交而来,关键是利用了长雄野生稻所具备的地下茎,这是普通野生稻没有的。此外,两者的遗传机制也不同,且PR23经历了二十余年漫长的传统育种。此次发表的成果则找到了确切的“长寿基因”,并通过近缘杂交明显降低了技术难度,将大幅加速“多年生水稻”的培育进程。王佳伟进一步表示,从研究成果来看,EBT1基因并非水稻独有,因此这种“多年生”的改造理论上至少可以向其他禾本科植物拓展。

谈及“多年生水稻”的口感和产量,研究团队表示培育并未影响种子发育之外的基因,对口感不会有太大影响。虽然单次收获的产量目前无法完全达到栽培稻的水平,但不需反复播种所带来的劳动力减少等其他效益改变,或许能实现更好的平衡。下一步,研究团队也会考虑和育种企业合作,利用最新研究成果筛选出“多年生水稻”品种,在特定区域开展规模化种植,这一过程或将在四到五年内完成。

强强联合的科研合作标杆

早在2018年,研究团队就定位到了EBT1基因,而后近8年时间攻关,让“多年生水稻”的一种全新创制方式成为可能。而对于王佳伟来说,针对miR156基因的研究更是已有20年之久,却没想到在这次科研合作中发现其竟是水稻的“长寿密码”。

“巧合得不敢相信。”王佳伟说,“当时就想拍大腿,看到这个结果的时候你会发现,一切都完美而合理,这就是科学的神奇和美感。”

八年时间里,这项研究完成了多种遗传方法的应用,包括打样、基因编辑、转基因等,多种不同手段试验操作不易,工程量极大。研究方法之外,研究材料的选取也成为该项研究最突出的创新点。学术界对于植物长寿基因的研究由来已久也不乏成果,但在禾本科植物中完成对长寿基因的研究,这还是头一次。

合作团队在讨论课题进展情况。从左至右依次是王佳伟、韩斌、戴冰馨、吕丹凤。


这项科研工作的合作之中,韩斌院士团队长期深耕于水稻遗传学与基因组学研究,拥有丰富的野生稻资源和强大的正向遗传学研究平台;王佳伟团队则在植物发育生物学,特别是植物年龄、再生和多年生领域具有深厚的积累。

两个团队打破学科壁垒,优势互补、共享资源、互通思路,从现象发现到基因克隆,再到机制解析,最终完成了从“定位基因”到“读懂机制”的完整科学故事,充分体现了研究所内部交叉融合、协同创新的科研生态“软实力”,也是跨团队、跨学科合作攻关重大科学问题的标杆案例。

回顾合作科研的进程,韩斌院士形容双方的合作“勤奋而不卷”,并未刻意追求文章发表级别,而是关注研究本身的意义和故事性。他笑着提到两句话——“道可致而不可求”“莫之求而自至”。

(原标题:未来收水稻会像采果子?中国科学家破解水稻“多年生”关键)

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我国科学家破解野生水稻“多年生”关键基因—新闻—科学网

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