大豆是重要的粮油作物，倒伏性是制约大豆高产优质的关键农艺性状之一。大豆结荚期至鼓粒期倒伏可导致产量损失达50%以上；倒伏植株更易诱发病虫害扩散，导致籽粒霉变率升高与蛋白质含量下降。长期以来育种家通过培育抗倒伏品种来提高大豆的产量和品质，但对于大豆抗倒伏性分子机制的研究仍然很少。

中国科学院东北地理与农业生态研究所冯献忠研究团队通过大规模筛选大豆突变体库，分离到倒伏突变体lodging-related mutant 3（lrm3），与野生型相比，lrm3突变体的茎秆中木质素含量下降80%，茎秆强度下降60%。通过图位克隆技术，克隆了控制倒伏表型的目的基因LRM3，该基因编码一个U-box型E3泛素连接酶。进一步实验证明，LRM3可以通过26S蛋白酶体途径促进MYB6蛋白的降解来提高大豆的抗倒伏性；MYB6蛋白直接结合在木质素合成限速酶—苯丙氨酸解氨酶PAL1/2的启动子上抑制其表达，从而降低木质素的合成，降低大豆抗倒伏性。这项研究发现了调控大豆茎秆强度的LRM3-MYB6-PALs的分子模块，为大豆抗倒伏性状的分子育种提供了重要的分子靶标。

研究成果近期在线发表于国际期刊Plant Biotechnology Journal (中国科学院一区TOP，IF: 13.263)上。中国科学院东北地理与农业生态研究所博士研究生叶永恒与程志远副研究员为论文的共同第一作者，冯献忠研究员、杨素欣研究员与广州大学董志诚教授为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金（U21A20215和32488102），生物育种-国家科技重大专项（2023ZD0403201），吉林省科技发展计划项目(20230101166JC)联合资助。

图1 LRM3调控大豆木质素生物合成的模型

论文信息：

Ye,Y.,Cheng,Z.,Yang,X.,Yang,S.,Tang,K.,Yu,H.,Gao,J.,Zhang,Y.,Leng,J.,Zhang,W.,Zhang,Y.,Bu,M.,Liang,Z.,Dong,Z.,Zhang,Z. and Feng,X. (2025) LRM3 positively regulates stem lodging resistance by degradating MYB6 transcriptional repressor in soybean. Plant Biotechnol. J.

论文链接：

https://doi.org/10.1111/pbi.70124