本研究从水稻胚乳特异表达的MYB转录因子家族入手，鉴定到一个此前功能未知的成员OsMYB4。作者通过CRISPR/Cas9敲除、过表达（胚乳特异启动子GluC或组成型35S启动子）、转录组（RNA-seq）和全基因组DNA亲和纯化测序（DAP-seq）、生化互作、遗传杂交及单倍型分析等多种手段，系统揭示了OsMYB4在水稻粒重和品质协同调控中的核心枢纽作用。

主要发现如下：

1. 表达与表型：OsMYB4在发育中的胚乳特异高表达，敲除后粒重、产量、直链淀粉和蛋白含量显著下降，垩白率上升；胚乳过表达则显著增加粒重、产量和储藏物质积累，且不显著影响营养生长。

2. 分子机制：OsMYB4是具有核定位、转录激活和同源二聚能力的典型转录因子。它直接结合并激活多个淀粉合成（GBSSI、AGPL3、ISA1等）、储藏蛋白（GluB4/5）和蔗糖转运/代谢（SWEET6b等）相关基因的启动子。

3. 协同调控网络：OsMYB4与多个已知的胚乳发育调控转录因子（OsNAC20/26、OsNF‑YB1/7/9、OsNF‑YC12、OsbHLH144、RPBF）直接互作，形成蛋白复合物，共同增强下游靶基因的表达。双突变体分析表明，OsMYB4与这些因子在调控粒重和储藏物质积累上存在功能叠加效应。

4. 上游调控：OsMYB4本身受RISBZ1（一个bZIP类关键调控因子）的转录激活，构成层级调控通路。

5. 自然变异与育种价值：在OsMYB4编码区存在一个C→T的SNP，导致丙氨酸（A）变为缬氨酸（V），据此将水稻种质分为Hap1（粳稻优势型）和Hap2（籼稻优势型）。Hap1具有更强的DNA结合能力和与互作因子的结合亲和力，对应更高的千粒重和更优的垩白性状。通过染色体片段替换系（CSSL）验证，将Hap1导入籼稻背景可同步提升产量和品质。进化分析显示，Hap1和Hap2分别在粳稻和籼稻驯化过程中受到了正选择。

总体意义：本研究不仅揭示了OsMYB4作为胚乳发育核心调节因子的新功能，还提供了一个可用于打破水稻产量与品质负相关的优异等位基因，为分子设计育种提供了重要靶点。

图1  OsMYB4‑Hap1协同提升粒重和品质

论文链接：

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