水稻是全球重要的主粮作物，提高单位面积产量对保障粮食安全具有重要意义。大穗型水稻品种因库容量大，被认为是实现高产的重要途径，但其穗下部弱势粒常存在灌浆启动迟缓、灌浆速率低、结实率和粒重下降等问题，不仅限制产量潜力的充分发挥，也影响稻米品质。籽粒灌浆依赖于源器官同化物供应与库器官吸收转化能力的动态协调，然而，弱势籽粒灌浆过程中源库联动的调控机制，特别是其中关键信号因子的作用，仍不够清晰。

针对这一科学问题，福建农林大学农学院农业生态研究所张志兴课题组围绕“源库协调如何影响弱势籽粒灌浆”开展系统研究，阐明了糖信号分子海藻糖-6-磷酸（Trehalose-6-phosphate, T6P）在水稻不同发育阶段对源库功能的差异化调控作用，为改善大穗型水稻弱势粒灌浆、推动水稻高产优质协同提升提供了新的理论依据和调控思路。相关研究以“T6P-mediated source-sink coordination regulates grain filling of rice inferior spikelets”为题在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）优先在线发表。

该研究以大穗型水稻品种“金恢809”（JH809）和“甬优1540”（YY1540）为材料，通过籽粒灌浆动态与源库功能分析，系统比较了两品种弱势籽粒灌浆过程中源库协调特征，并结合蛋白质组学解析与外源化学干预试验，鉴定了相关信号通路和关键调控因子，深入解析了弱势籽粒灌浆受限背后的源库协同调控机制。

主要研究结果如下：

相较于JH809，YY1540弱势籽粒具有更强的库活性，具体表现为灌浆过程中淀粉合成相关酶活性和ATP水平迅速升高，从而促进弱势籽粒更快进入活跃灌浆阶段，并带动源器官光合功能和同化物再动员能力的协调响应。

弱势籽粒由灌浆停滞状态向灌浆活跃状态转变过程的差异表达蛋白显著富集于淀粉和蔗糖代谢以及T6P生物合成等相关通路。作为一种糖信号分子，T6P在快速灌浆类型籽粒中呈现快速升降的动态变化模式，并与灌浆速率呈显著正相关；而在缓慢灌浆类型籽粒中，T6P的动态变化较为迟缓，且与灌浆速率无显著相关性。

利用T6P前体化合物DMNB-T6P进行化学干预，结果表明，在花后10天对弱势籽粒进行早期施用，可显著增强库活性，并同步促进源器官光合作用和同化物再动员，提高籽粒灌浆效率。相比之下，在花后25天进行晚期施用对库活性的促进作用有限，且会诱导叶片糖分积累、降低光合作用并加速叶片衰老，导致籽粒灌浆过程提前结束。

两品种籽粒灌浆期间的源库表现

弱势籽粒由灌浆停滞到灌浆活跃过程显著富集的代谢通路

不同类型籽粒在灌浆期间的T6P代谢差异

外源施用DMNB-T6P对源库功能的影响

T6P介导的源库协调调控弱势籽粒灌浆的概念模型图

福建农林大学农学院农业生态研究所张志兴研究员为该论文的通讯作者，林文雄教授参与论文的指导，博士研究生曾宇航为该论文第一作者。本研究得到福建省自然科学基金项目（2026J001273）及福建农林大学科技创新基金项目（KFB24059）的资助。

Cite the article:

Yuhang Zeng, Jinyuan Yang, Yirui Gao, Mingming Tan, Zixin Lin, Ziye Xiao, Lu Bai, He Lv, Hongjuan Zi, Zhaochen Wang, Mengying Chen, Bianhong Zhang, Wenxiong Lin, Zhixing Zhang. 2026. T6P-mediated source-sink coordination regulates grain filling of rice inferior spikelets. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.06.018

https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.06.018

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