BioLumic与国际水稻研究所(IRRI)已在菲律宾启动田间试验,测试一项光激活种子技术。该技术旨在帮助农民在直播稻种植体系中保障水稻产量,同时减少用水和甲烷排放。在盖茨基金会的支持下,该项目正推动该技术走向主要水稻种植区的商业化应用。
BioLumic的xTraits™平台利用光激活或抑制种子中的基因表达,无需化学品投入,也不涉及转基因改造。该平台将光形态建成作为一种天然生物学开关,释放种子本身已有的性状潜力,实现 targeted 性状激活,且无需改变农户田间的种植方式。
2025年,BioLumic成为首家在美国种子生产设施中商业化应用光激活性状的公司。经过数千项田间试验验证后,首批搭载xTraits技术的杂交种于2026年实现商业化规模种植,展示了一种面向气候智慧型农业的可编程、非转基因技术路径。
推动气候智慧型水稻发展:非转基因水稻性状从田间走向市场
在与国际水稻研究所(IRRI)的合作下,这项为期15个月的试点项目将对xTraits技术的应用开展第一阶段田间验证,相关应用旨在改善直播稻体系(DSR)的建植与生长表现。试验意在为后续多点试验提供概念验证,并推动该技术整合进印度及南亚其他地区的商业种子产品组合,对全球气候智慧型水稻生产也具有更广泛的意义。
BioLumic首席科学官兼创始人Jason Wargent博士表示:″对于印度河—恒河平原的农户而言,作物能否稳定建植,往往是他们选择采用新型种植方式,还是继续沿用传统移栽淹水水稻种植方式的关键。我们与IRRI开展这些试验,就是要证明我们独特的‘光配方’(Light Recipes)能够帮助直播稻成为可大规模推广、具有商业可行性的选择。″
DSR是传统淹水水稻生产的一种节水、低排放替代方案,尤其适用于南亚地区;当地水资源短缺和劳动力约束正不断加重农户压力。水稻种植产生的甲烷排放占全球人为甲烷排放量的8%以上,IRRI和联合国粮农组织(FAO)等机构估计,气候智慧型DSR体系可使甲烷排放减少30%~45%。然而,作物建植不稳定,以及农户对多变田间条件下产量可靠性的担忧,限制了该体系的推广。BioLumic的xTraits技术旨在增强水稻早期长势和群体整齐度,使农户能够在不牺牲产量的情况下减少用水。

图片:国际水稻研究所(IRRI)
研究取得里程碑进展,商业种子应用迈出下一步
该项目于2023年在基金会支持下首次启动,重点利用xTraits平台的″光配方″,调控更可持续生产体系中水稻幼苗早期生长与建植等性状的表达。在第一阶段,BioLumic完成了标记辅助的田间前试验,结果表明,在11个水稻品种中,多项影响DSR建植的关键性状均取得了显著且可重复的提升。这些品种既包括常规水稻品系,也包括IRRI直播稻育种项目提供的适宜直播的品系。IRRI设有专门的直播稻育种项目,已为南亚和东南亚培育出丰富的DSR适应型品种,提供了数量充足、特征明晰的品系资源,非常适合用于测试光激活性状在不同、且与DSR相关的遗传背景下的表现。
第二阶段将在IRRI位于菲律宾的总部,于真实田间条件下验证上述增益,并在2026年雨季和2026/2027年旱季对六个IRRI培育的DSR品种进行评估。通过两种截然不同环境条件下的试验,项目将获得跨季节稳健性数据,以确认BioLumic在受控环境中取得的增益能否转化为DSR体系在真实农业生产高度多变条件下的实际表现。BioLumic与IRRI的植物科学家将跟踪作物建植情况,包括出苗和早期长势,同时评估产量性状并开展标记—性状响应建模,以降低下一阶段田间试验的风险,并为未来商业供应链开发提供依据。
IRRI高级科学家Shalabh Dixit表示:″培育能够在多变且往往偏旱的田间条件下稳定建植的直播稻品种,一直是IRRI水稻育种项目的核心目标。将我们培育的DSR品系与BioLumic的光激活性状技术相结合,为育种者强化早期建植能力提供了新的调控手段;这一性状往往决定农户能否摆脱水耙移栽的种植方式。这些试验将检验受控环境下取得的增益,在两个截然不同的田间季节中能够保持到何种程度。″
RiceTec前全球首席执行官、BioLumic科学顾问委员会成员Mike Gumina表示:″旱直播水稻可以成为减少用水、降低排放并改善农户生计的有力工具,但这一切都以稳定、可靠的群体建植为起点。从种子行业的角度看,此次合作旨在获得扎实的田间数据,以判断基于光的种子性状激活技术能否实现规模化应用,并支持下一代商业气候智慧型水稻品种的开发。″

