近日，湖南农业大学农学院靳云凯、南方科技大学洪烨淳等在Nature Biotechnology发表了题为Low‑methane rice is near — the world should deploy it在的综述文章（朱健康院士为该文章通讯作者）。
面对全球气候变化压力持续加剧，如何在保障粮食安全的前提下削减稻田甲烷排放，已经成为全球农业与气候领域亟待破解的重要议题。水稻养育全球半数以上人口，淹水稻田贡献约 9% 人为源甲烷排放；甲烷 20 年尺度增温效应可达二氧化碳的 80 倍，气候减排意义重大。文章将遗传改良确立为低甲烷水稻的核心突破口，系统梳理重定向光合碳分配、调控根系分泌物‑微生物互作两大遗传改良策略，阐明SUSIBA2、gs3、OsPSY、LFHE 株系等关键基因与材料的作用机理；依托转基因、分子标记辅助育种、基因编辑技术，能够改造水稻‑根际微生物互作体系，部分优良株系甲烷减排幅度可达 70% 以上。遗传改良的优势内嵌于种子本身，无需额外基建与肥料投入，农户仅更换品种即可实现稳定减排，同时维持甚至提升水稻产量，打破以往产量与环境效益之间的权衡矛盾。
文章提出了低甲烷水稻两大遗传改良策略
基于上述机理框架，文章归纳了两类互补的育种技术路线：1）传统杂交回交导入方式，将低甲烷优异等位基因导入主栽优良种质，一般需要 4‑6 年；2）直接在优良品种背景开展遗传修饰可缩短至 1‑2 年，但需要多代筛选消除组培变异、基因编辑脱靶风险。文章强调，无论采取何种育种手段，不能只聚焦基因导入，多地点、多生长季田间表型鉴定不可或缺，必须实测甲烷通量、产量、抗逆性等关键指标。文章进一步提出四大重点研究方向：系统挖掘种质资源自然变异，发掘更多增产‑减排双效益等位基因；面向全球水稻主产国监管政策，优先发展基因编辑育种，探索多靶点协同编辑；推动水稻遗传改良和微生物组工程融合，发挥品种与合成微生物组叠加、协同减排效果；跳出传统产甲烷底物研究范畴，挖掘水稻根系次生代谢物抑制产甲烷古菌的创新靶点。
低甲烷水稻育种从发现走向应用面临的现实挑战
在产业推广与政策市场层面，文章构建贯通育种、试验、品种登记、产业推广的全链条实施路径，着重强调具备低甲烷性状并不等同于可以直接商业化推广，全球数以万计适配本土生态的主栽品种，都需要开展性状导入改造。低甲烷水稻快速落地可分为四步：将目标基因或优良表型导入不同地域适宜的主栽品种；通过多点田间试验完成株系稳定性验证；产学研协同完成官方品种登记；依托种业企业，在政策扶持下实现优良品种规模化推广。
低甲烷水稻产业落地的政策‑市场协同路径
该文章融合遗传学、作物育种学、土壤微生物学、碳市场政策多个研究维度，建立低甲烷水稻从基础机理到育种应用、再到产业落地的完整分析框架，厘清天然水稻种质向高产低甲烷商业化品种转型的关键科学问题与实施路线，为全球水稻实现粮食安全与气候减排协同发展提供新思路，充分体现多学科交叉融合，服务全球粮食可持续与 “双碳” 发展的科研价值。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41587‑026‑03277‑z
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