廣東
近日，南京農業大學萬建民院士團隊在《Nature Communications》期刊上發表題為“The OsMYB4 transcription factor enables coordinated improvement of grain yield and quality in rice”的研究論文。該研究成功鑒定到一個同時調控水稻產量與品質的關鍵轉錄因子OsMYB4，并系統揭示了其協同改良粒重與稻米品質的分子機制，為突破水稻產量與品質難以兼得的育種瓶頸提供了重要理論依據及基因資源。南京農業大學徐歡博士和段二超副教授為論文的共同第一作者，萬建民院士、王益華教授與段二超副教授為共同通訊作者。
胚乳是水稻淀粉和儲藏蛋白的主要貯存部位，直接決定了籽粒產量與稻米品質。然而，產量和品質性狀在育種中往往存在負相關，難以協同改良。團隊研究發現，籽粒特異性表達的MYB轉錄因子OsMYB4是協調這一矛盾的關鍵樞紐。OsMYB4功能缺失會導致稻米堊白度顯著增加，貯藏物質含量及籽粒重量下降。而過量表達OsMYB4則可顯著增大籽粒，提升稻米營養品質，且不影響其他重要農藝性狀。
多組學分析揭示了OsMYB4可直接結合并激活參與淀粉及儲藏蛋白合成的關鍵基因的轉錄。OsMYB4能與多個已知調控水稻產量和品質的轉錄因子形成蛋白復合物，協同增強下游靶基因的表達。此外，研究還發現RISBZ1是OsMYB4的上游激活因子，共同構成了“RISBZ1–OsMYB4–多重轉錄因子–儲藏物質合成基因”的級聯調控網絡。
值得注意的是，通過對水稻種質資源的自然變異分析，團隊發現OsMYB4存在兩個主要單倍型。其中，OsMYB4-Hap1主要存在于粳稻中，與更高的千粒重顯著關聯；而OsMYB4-Hap2則富集于秈稻。通過構建染色體片段置換系，團隊證實將OsMYB4-Hap1導入秈稻9311背景中，不僅能顯著增加粒重和單株產量，還能有效降低堊白率，實現產量與品質的協同提升。進化分析表明，該基因在秈粳稻馴化過程中經歷了差異化選擇。
該研究首次系統闡明了OsMYB4作為核心樞紐，協同多個轉錄因子網絡調控水稻胚乳儲藏物質積累的分子機制。OsMYB4-Hap1優異單倍型的鑒定，也為水稻分子育種提供了重要靶點，未來有望通過分子標記輔助選擇或精準調控OsMYB4實現高產與優質的協同改良。
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https://www.nature.com/articles/s41467-026-75179-2
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