1月20日，中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队成功克隆并系统解析了水稻中三个互作耐旱基因OsMYB2、OsGH18与OsCAD3，揭示了它们通过调控木质素合成、强化细胞壁结构，协同调控水稻全生育期耐旱性的新机制。相关研究成果发表在《分子植物（Molecular Plant）》上。

水资源短缺和干旱频发严重威胁水稻生产，提高耐旱性至关重要。该性状受多基因调控，尽管已有多个相关基因被克隆报道，但因其群体遗传参数关联不足，可直接应用于育种实践的基因资源仍有限。同时，植物细胞壁中的木质素合成与积累与植株干旱耐受性紧密相关，但其基因调控网络和作用机制仍不清晰。

研究团队利用408份核心种质，通过全基因组关联分析定位到OsMYB2、OsGH18和OsCAD3三个耐旱相关基因。研究表明，干旱胁迫下转录因子OsMYB2可正向调控另外两个基因表达；糖基水解酶OsGH18通过水解释放肉桂醇脱氢酶OsCAD3活性，促进木质素合成与细胞壁增厚，进而增强水稻保水与耐旱能力。进一步研究发现，三个基因中存在多个自然等位变异，且不同等位组合间存在显著的上位性互作，三者形成功能模块协同调控木质素积累。基于该互作规律构建的遗传模型可高效预测水稻群体抗旱等级、干旱相对株高和产量性状，并为水稻抗旱育种提供优异的供体。该研究为整合基因组数据与人工智能技术开展水稻抗旱种质定向设计育种提供了重要靶点和新思路。

作科所博士后霍明月，云南大学博士研究生王善文，作科所研究员张帆、安徽农业大学教授黎珉为论文共同第一作者。作科所王文生研究员、黎志康研究员、徐建龙研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了科技创新2030重大项目、中国农业科学院科技创新工程、国家高层次人才特殊支持计划、中国农业科学院南繁专项等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.molp.2026.01.005