如果生长一粒稻谷的地方，长出了多个稻谷，水稻会发生怎样的变化？这不是科学幻想，在自然界，存在天然变异的复粒、簇生的水稻，但粒数增多往往会使稻粒变小、变轻，这种粒数和粒重负相关的现象如何解决？有没有一种既多粒又不减重的水稻呢？

近日，一项新的研究揭开了这一谜题，来自中国农业科学院作物科学研究所的研究人员，找到了控制水稻多粒簇生的关键基因，并将簇生基因应用于育种改良促进水稻增产。成果在线发表于《科学（Science）》杂志。

多粒簇生的水稻，水稻增产的契机

簇生是植物中常见的特征，有茎的簇生、花的簇生、种子的簇生等，在粮食作物中，小麦具有籽粒簇生的特点，一个小穗中有多个麦粒。在蔬菜中，辣椒也会出现簇生现象，即人们常吃的朝天椒。

水稻中也有一种籽粒簇生的特异种质，被称为复粒稻。

中国农科院水稻优异种质资源发掘与创新利用创新团队负责人童红宁介绍，关于复粒稻的报道，最早在上世纪三十年代就出现了，当时，印度、美国、日本等世界各国的遗传学家陆续报道了一种独特的水稻——复粒稻，又称为簇生稻，与常见的单粒水稻不同，复粒稻通常三粒种子簇生在一起，所以也有学者称之为“三粒奇”，此外，在某些背景下，簇生会使得稻穗酷似麦穗，因此又有人称之为“麦颖稻”。

不过，我国水稻单产经历快速增长期后，为什么现在已经到了产量瓶颈期很难再有大幅增产？童红宁介绍，这是因为粒数和粒长、粒重之间存在负相关的关系，粒数增多，会使稻粒变小、变轻。

粮食产量有三要素，亩穗数、穗粒数、千粒重，任何一项的增加，都会带来单产的提升，然而，三者之间并不是正相关的关系，如何找到最佳的平衡，是育种中重要的课题。尤其对复粒稻来说，如果能够在增加穗粒数的同时，保持原本的粒重，必然会带来水稻产量的飞跃。

上世纪五六十年代，国外的科学家就开始尝试破解这一难题，我国科学家，也从上世纪九十年代开始研究复粒稻。然而数十年中，国内外的科学家们，将调控水稻簇生的基因，定位在了一个范围内，但始终无法真正克隆出这一基因。这使得复粒稻的研究一直都难以突破关键的关口，也就无法真正帮助育种家们，育成可用于生产的品种。