轻干湿交替灌溉（WMD）作为一种行之有效的节水灌溉技术，对实现水稻高产与甲烷（CH₄）减排的协同具有重要调控作用。油菜素甾醇（BRs）作为关键植物激素，广泛参与根系生命活动的调控，但WMD灌溉下根源BRs是否介导了上述协同效应，目前尚缺乏系统研究。

近期，扬州大学杨建昌教授领衔的水稻栽培与生理生态研究团队完成的题为“Root-derived brassinosteroids coordinate high rice yield and methane mitigation under wetting alternating with mild drying management”的研究在Journal of Integrative Agriculture（JIA）优先在线发表。

该研究以高产籼粳杂交稻甬优2640为供试材料，设置常规灌溉（CI）和轻干湿交替灌溉（WMD）两种水分处理，系统测定了水稻产量、温室气体排放、根系生理特性、内源BR含量及其生物合成与分解关键基因表达、抗氧化系统、根系分泌物组分以及土壤甲烷产生与氧化活性等指标，并结合外源BR喷施和BR合成相相关遗传材料验证，揭示了WMD灌溉通过调控根源BRs协调水稻高产与CH₄减排的生理机制。

本研究揭示，WMD灌溉通过上调根系BR合成基因表达，促进根源BRs积累。升高的BRs一方面通过激活抗坏血酸-谷胱甘肽循环，增强根系抗氧化能力，降低活性氧积累，在维持根系活力的同时抑制根系通气组织形成，从而限制CH₄的传输通道；另一方面，BRs通过调控根系分泌物中有机酸组分（提高苹果酸、柠檬酸、琥珀酸含量），促进甲烷氧化菌（pmoA基因）丰度，同时抑制甲烷产生菌（mcrA基因）丰度，从而在减少CH₄产生的同时增强CH₄氧化。此外，BRs介导的根系活力提升显著增强了光合能力，促进同化物积累及其向籽粒的转运，最终实现水稻高产与CH₄减排的协同。

该研究结果不仅为协同实现水稻高产与CH₄减排提供了新策略，也为揭示根系激素介导的植物-土壤互作调控CH₄排放的机制提供了新见解。

扬州大学水稻栽培与生理生态团队张伟杨副教授为论文的通讯作者和第一作者。该研究得到国家自然科学基金（32372214、31901445）、国家重点研发计划（2022YFD2300304）、江苏省农业科技自主创新资金（CX(23)1035）、江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD-2020-01）、扬州大学高端人才支持计划（YZU-2028-01）以及香港研究资助局（GRF 12101722、12102423、12105824）的共同资助。

Cite the article:

Weiyang Zhang, Wei Cai, Haotian Chen, Meijie Jia, Ying Liu, Kuanyu Zhu, Hao Zhang, Junfei Gu, Zhiqin Wang, Zujian Zhang, Lijun Liu, Jianhua Zhang. 2026. Root-derived brassinosteroids coordinate high rice yield and methane mitigation under wetting alternating with mild drying management. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.03.037

https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.03.037

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