2025年10月29日，国际生物技术著名期刊Plant Biotechnology Journal在线发表了由我院梁国华/周勇团队撰写的题为“OsTB1 coordinately enhances rice culm strength and blast resistance by promoting lignin biosynthesis”的研究论文。该研究发现OsTB1通过调控多个木质素合成基因的表达，增加了细胞壁中木质素沉积，同时提高了水稻对倒伏和稻瘟病的抗性。

水稻在生长后期常因茎秆强度不足而倒伏，尤其在轻简栽培和高密度直播条件下，这一问题尤为突出，严重影响产量。稻瘟病由真菌Magnaporthe oryzae引发，是水稻的主要病害之一，每年造成巨大的产量损失。木质素作为植物细胞壁的主要成分，既提供机械支持，也阻挡病原侵入，因此木质素合成基因及其调控因子的研究和利用或可为改良水稻抗倒伏和稻瘟病抗性育种提供新的靶基因。

本研究在扬产糯1号（携带高表达的OsTB1^YCN1等位基因）以及日本晴（携带低表达的OsTB1^NIP等位基因）背景分别创制了OsTB1敲除突变体。研究发现，OsTB1不仅影响茎秆的粗度和厚度，还可能调控茎秆中的组织成分。通过转录组分析以及对木质素的定量检测，发现OsTB1通过调控苯丙烷途径，显著促进木质素的积累，从而增强茎秆强度。为解析OsTB1调控木质素的分子机制，本研究对多个木质素生物合成关键酶的编码基因的启动子进行了分析，并对其中包含OsTB1结合基序的启动子进行了互作验证，发现OsTB1可以直接与多个木质素合成基因（如Os4CL2、Os4CL3、Os4CL4等）的启动子结合。此外，ostb1突变体叶片中的木质素含量也降低。本研究通过穿刺接种和喷雾接种共同鉴定了ostb1突变体的稻瘟病抗性，结果表明OsTB1基因突变导致水稻的稻瘟病菌抗性的下降。

为评估OsTB1^YCN1等位基因在水稻抗倒伏和抗稻瘟病改良中的育种价值，本研究通过回交和标记辅助选择，将OsTB1^YCN1等位基因导入优质粳稻品种武香糯109（WXN109，携带低表达型OsTB1^NIP单倍型），考察发现，导入OsTB1^YCN1等位基因的近等基因系WXN109-OsTB1^YCN1在茎秆强度和木质素含量方面均有显著提升，同时表现出更强的抗稻瘟病性，且未对水稻的产量和品质产生不良影响。

以上结果表明，OsTB1^YCN1可通过调控多个木质素生物合成基因的表达增加木质素含量，进而提高水稻的茎秆抗折力和稻瘟病抗性，研究结果为水稻抗倒伏和抗稻瘟病协同改良提供新的基因资源和策略。

我院博士后谭文琛、博士研究生王懿睿为论文共同第一作者，我室周勇教授、梁国华研究员和上海市农业科学院吴书俊研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家生物育种重大专项、江苏省基础研究计划自然科学基金、钟山生物育种实验室等项目资助。