基礎研究是科技創新的源頭，作為以基礎研究為底色的植物科學研究高地，中國科學院分子植物科學卓越創新中心最近5年在國際三大權威學術期刊《科學》《自然》《細胞》發表研究性論文18篇，可謂成果斐然。特別是在2021年以通訊單位或第一單位共發表了9篇CNS文章，實在是成果大爆發！此外，“揭示水稻產量性狀雜種優勢的分子遺傳機制”“建立首例人造單染色體真核細胞”研究分別入選2016年度和2018年度中國科學十大進展。
iNature檢索了以中國科學院分子植物科學卓越創新中心為第一單位或通訊作者單位的的9篇文章，其中包括3篇Nature 、4篇Science 和2篇Cell 文章，具體文章簡介如下：
1. 2021年1月22日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心王四寶及美國翰霍普金斯大學Marcelo Jacobs-Lorena共同通訊在Science 線上發表題為“Clock genes and environmental cues coordinate Anopheles pheromone synthesis, swarming, and mating”的研究論文，該項研究系統深入地揭示了按蚊婚飛交配受內源生物鐘基因與外源光和溫度訊號互作協同調控的分子機制；首次鑑定出按蚊性資訊素活性成分，發現了按蚊兩性求偶的化學通訊奧秘。該研究極大地促進了人們對按蚊婚飛和求偶交配發生機制的理解，也為研發蚊蟲綠色防控技術提供了新思路和新方法，例如透過操縱蚊蟲婚飛來干擾交配或集中誘殺，利用性資訊素增強雄蚊對野外雌蚊的性吸引力和交配競爭力，為蚊蟲遺傳防治策略的高效實施奠定了理論基礎，為減藥控蚊提供新途徑（點選檢視）。
2.2021年3月3日，中國科學院分子植物卓越創新中心/上海植物逆境生物學研究中心以第一單位，熊延課題組（福建農林大學）在Nature 發表題為”The TOR–EIN2 axis mediates nuclear signalling to modulate plant growth“的研究論文，該研究確定乙烯不敏感蛋白2（EIN2），一個在細胞質和細胞核之間穿梭的中心整合劑，是擬南芥中TOR的直接底物。葡萄糖啟用的TOR激酶直接磷酸化EIN2，以防止其核定位。值得注意的是，在Ein2-5突變體中，由葡萄糖-TOR訊號引導的快速全域性轉錄重程式設計受到很大影響，而EIN2負調控與DNA複製有關的各種葡萄糖啟用TOR靶基因的表達，細胞壁和脂質合成以及各種次級代謝途徑。化學，細胞和遺傳分析表明，受葡萄糖–TOR–EIN2軸控制的細胞伸長和增殖過程與典型的乙烯–CTR1–EIN2訊號解耦，並由不同的磷酸化位點介導。該研究發現揭示了一個分子機制，透過該機制可以共享一箇中央訊號傳導樞紐，但可以使用上游蛋白激酶指定的不同磷酸化編碼，透過多種訊號傳導途徑進行差異調節（點選檢視）。
3. 2021年3月10日， 中國科學院分子植物科學卓越創新中心辛秀芳團隊在Nature 線上發表題為“Pattern-recognition receptors are required for NLR-mediated plant immunity”的研究論文，該研究顯示擬南芥的PRR和PRR共受體突變體-fls2 efr cerk1和bak1 bkk1 cerk1三重突變體-在受到不相容的假單胞菌感染時，在ETI反應中受到了明顯損害。進一步表明，NADPH氧化酶RBOHD產生活性氧是連線PRR和NLR介導的免疫的關鍵早期訊號事件，而受體樣細胞質激酶BIK1對於RBOHD的完全啟用，基因表達和ETI期間的細菌耐藥性是必需的。此外，NLR訊號迅速增加關鍵PTI組分的轉錄本和/或蛋白質水平。該研究支援修訂的模型，其中PTI的增強是細菌感染過程中ETI不可或缺的組成部分。這個修改過的模型從概念上將植物中的兩個主要免疫訊號級聯在一起，並從機制上解釋了PTI和ETI之間下游防禦輸出中長期觀察到的相似之處（點選閱讀）。
4.2021年6月17日，北卡羅來納大學教堂山分校，佛山科學技術學院，中國科學院植物分子科學卓越中心及杜克大學等多單位合作，Jeffery L. Dangl，萬里及裴真明共同通訊在Science 線上發表題為“Plant “helper” immune receptors are Ca2+-permeable nonselective cation channels”的研究論文，該研究發現活性 NRG1.1 寡聚化，在質膜puncta中富集，並賦予植物和人類細胞中的細胞質 Ca2+ 流入。NRG1.1 依賴的 Ca2+ 流入和細胞死亡對 Ca2+ 通道阻滯劑敏感，並且受到影響寡聚化或質膜富集的突變的抑制。由 NRG1.1 和ADR1介導的 Ca2+ 流入和細胞死亡，另一種“輔助”NLR，需要保守的帶負電荷的 N 端殘基。全細胞電壓鉗記錄表明擬南芥“輔助”NLR 形成 Ca2+ 可滲透的陽離子通道，直接調節細胞質 Ca2+ 水平和隨後的細胞死亡。因此，“輔助”NLR 直接轉導細胞死亡訊號（點選閱讀）。
5. 2021年9月30日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心何祖華，楊衛兵及福建農林大學鍾祥斌共同通訊在Cell 線上發表題為“Ca2+ sensor-mediated ROS scavenging suppresses rice immunity and is exploited by a fungal effector”的研究論文，該研究在水稻中發現了一個保守的免疫抑制網路，它協調免疫穩態，以 Ca2+ 感應器為中心，水稻抗病性 1 (ROD1)。 ROD1 透過刺激過氧化氫酶活性促進活性氧 (ROS) 清除，其蛋白質穩定性受泛素化調節。ROD1 破壞賦予對多種病原體的抗性，而在具有農業生態學特異性分佈的秈稻中普遍存在的天然 ROD1 等位基因增強了抗性，而不會降低產量。真菌效應器 AvrPiz-t 在結構上模仿 ROD1 並激活相同的 ROS 清除級聯反應以抑制宿主免疫並促進毒力。因此，該研究揭示了宿主和病原體均採用的分子框架，該框架整合了 Ca2+ 感應和 ROS 穩態以抑制植物免疫，提出了培育抗病高產作物的原則（點選閱讀）。
6. 2021年10月12日，中國科學院分子植物卓越中心王二濤研究團隊在Cell 上線上發表題為“A phosphate starvation response-centered network regulates mycorrhizal symbiosis”的封面論文，該研究首次繪製了水稻-叢枝菌根共生的轉錄調控網路，發現植物直接磷營養吸收途徑（根途徑）和共生磷營養吸收途徑（共生途徑）均是受到植物的磷訊號網路統一調控，回答了菌根共生領域“自我調節”這一困擾領域的重要科學問題（點選閱讀）。
7. 2021年10月29日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心Jeremy Dale Murray團隊在Science 線上發表題為“NIN-like protein transcription factors regulate leghemoglobin genes in legume nodules”的研究論文，該研究發現NLP家族成員NIN和NLP2透過直接結合豆科植物保守的雙重硝酸鹽響應元件（double Nitrate Response Element, dNRE）來啟用根瘤中豆血紅蛋白基因的表達，平衡固氮所必需的氧氣微環境。NRE 樣元件的 CRISPR 敲除導致相關豆血紅蛋白的表達強烈降低。總之，該研究成果闡述了豆科植物生物固氮的新調控機制，為提高豆科植物的固氮能力提供了理論基礎，並有助於對水稻和玉米等非豆科植物實現自主固氮的研究，進而降低工業氮肥的使用，對於節約農業生產成本和生態環境保護具有重大意義（點選閱讀）。
8. 2021年12月16日，國際頂尖學術期刊Nature線上發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心何祖華研究組完成的題為 “NLRs guard metabolism to coordinate pattern- and effector-triggered immunity” 的研究論文，揭示了一條全新的廣譜免疫代謝調控網路。研究發現，水稻廣譜抗病NLR受體蛋白透過保護免疫代謝通路免受病原菌攻擊，協同整合植物PTI和ETI，進而賦予水稻廣譜抗病性的新機制（點選閱讀）。
9.2021年12月24日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心張餘研究團隊和王佳偉研究團隊以及浙江大學馮鈺團隊合作在Science 上發表題為“Pol IV and RDR2: A two-RNA-polymerase machine that produces double-stranded RNA”的研究論文，該研究首次解析了植物Pol IV的結構，揭示了植物Pol IV-RDR2兩種RNA聚合酶組裝成的獨特複合物構造，並提出了Pol IV-RDR2以底物內部傳遞的機制實現雙鏈DNA為模板合成雙鏈RNA。
版權宣告：本文轉自“iNature”，文章轉載只為學術傳播，不代表本號觀點，無商業用途，版權歸原作者所有，如涉及侵權問題，請聯絡我們，我們將及時修改或刪除。
WOSCI沃斯編輯，耶魯大學博士團隊匠心打造，專注最新科學動態並提供各類科研學術指導，包括：前沿科學新聞、出版資訊、期刊解析、SCI論文寫作技巧、學術講座、SCI論文潤色等。
