近日，南京农业大学万建民院士团队在《Nature Communications》期刊上发表题为“The OsMYB4 transcription factor enables coordinated improvement of grain yield and quality in rice”的研究论文。该研究成功鉴定到一个同时调控水稻产量与品质的关键转录因子OsMYB4，并系统揭示了其协同改良粒重与稻米品质的分子机制，为突破水稻产量与品质难以兼得的育种瓶颈提供了重要理论依据及基因资源。南京农业大学徐欢博士和段二超副教授为论文的共同第一作者，万建民院士、王益华教授与段二超副教授为共同通讯作者。

胚乳是水稻淀粉和储藏蛋白的主要贮存部位，直接决定了籽粒产量与稻米品质。然而，产量和品质性状在育种中往往存在负相关，难以协同改良。团队研究发现，籽粒特异性表达的MYB转录因子OsMYB4是协调这一矛盾的关键枢纽。OsMYB4功能缺失会导致稻米垩白度显著增加，贮藏物质含量及籽粒重量下降。而过量表达OsMYB4则可显著增大籽粒，提升稻米营养品质，且不影响其他重要农艺性状。

多组学分析揭示了OsMYB4可直接结合并激活参与淀粉及储藏蛋白合成的关键基因的转录。OsMYB4能与多个已知调控水稻产量和品质的转录因子形成蛋白复合物，协同增强下游靶基因的表达。此外，研究还发现RISBZ1是OsMYB4的上游激活因子，共同构成了“RISBZ1–OsMYB4–多重转录因子–储藏物质合成基因”的级联调控网络。

值得注意的是，通过对水稻种质资源的自然变异分析，团队发现OsMYB4存在两个主要单倍型。其中，OsMYB4-Hap1主要存在于粳稻中，与更高的千粒重显著关联；而OsMYB4-Hap2则富集于籼稻。通过构建染色体片段置换系，团队证实将OsMYB4-Hap1导入籼稻9311背景中，不仅能显著增加粒重和单株产量，还能有效降低垩白率，实现产量与品质的协同提升。进化分析表明，该基因在籼粳稻驯化过程中经历了差异化选择。

该研究首次系统阐明了OsMYB4作为核心枢纽，协同多个转录因子网络调控水稻胚乳储藏物质积累的分子机制。OsMYB4-Hap1优异单倍型的鉴定，也为水稻分子育种提供了重要靶点，未来有望通过分子标记辅助选择或精准调控OsMYB4实现高产与优质的协同改良。

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https://www.nature.com/articles/s41467-026-75179-2