作物研究论文

写论文并不比做实验容易我们发现，在大学里，有些硕士、博士研究生完成导师交给的实验任务似乎还可以，可要完成论文写作就不那么顺当了。也有不少研究生说，写论文比做实验还难。深有同感，几乎没有人觉得论文好写。对于绝大多数的硕士、博士研究生来讲，要写出一篇高水平的论文十分不易；要用英文写出符合要求的SCI论文对于我们很多研究生，乃至专家、教授们更是一件相当困难的事。SCI论文基本上都要求用英文写成，这对于我们许多中国学者无疑又增加了难度。因为有效的书面学术英文表达是我们跻身国际学术界的一大障碍，尽管现在的硕士、博士研究生都有十年左右或十年以上的英语学习经历。SCI论文写作的艰难使我们理解，为什么有些科研人员不得不从本来就不宽裕的科研基金中找出专款，聘用有论文写作专长的人专门负责进行论文润色、论文翻译、论文修改等方面的学术服务。发表SCI论文困难重重我们写SCI论文的过程很辛苦，但是发衣论文的过程也很不容易，甚至给我们带来痛苦，首先是投稿录用率低。由于全世界从事科学研究的人数多，要发表研究论文的人多，杂志社收到的稿件数量远超过其能够录用的数量，SCI核心期刊尤其如此。如《作物科学》( Crop Science)杂志因为比较专业，可能投稿量不很大，可是其稿件录用率也只有50%左右。其他综合性比较高的影响比较大的SCI期刊稿件录用率只有10%左右，像《Nature》、《Science》这样的顶级SCI期刊用稿率则更低。投稿不被录用，一般是正式审稿通不过而被拒稿，至少是有理由退稿。可有些期刊，如《大田作物研究》( Field Crops Research)，有40%的投稿在编辑人员的预审(不少SCI期刊有编辑预审程序)中就被“枪毙”了。这对作者的打击很大。SCI期刊用稿率较低，或者说他们的拒稿率较高，有稿件质量上的原因，比如缺乏原创性等，而更多情况是激烈竞争造成的，杂志社只能在有限的版面内择优录用稿件。初投稿者的稿件，一般来说很难一次“命中”。这可能是投稿者因经验不足而没有选对期刊造成的，也可能是杂志社对投稿人不了解、用稿十分谨慎造成的。他们在无法确认作者水平的情况下，宁可“误杀”也不“用”。有一位在医学院工作的教师感觉因此吃亏后，在作者署名中增加了发表过SCI论文的著名教授的名字，换一家期刊再投，被录用了!当然，如果增加的作者对论文没有实质的贡献，这种做法是错误的。有时候，作者所在单位名不见经传也会增加论文录用难度，因为审稿人，甚至编辑，可能对作者的研究条件以及数据的可靠性持怀疑态度，一位在国内某家三级医院工作的作者向英国一份SCI期刊投稿，在论文本身的学术水平得到审稿人认可后，编部竟然还要求作者提供一张他做电镜检测的非数码照片和相应说明，并提供检测的原始数据之后，才很谨慎地表示他的论文“might be considered for publication”。我们中国作者用英语撰写SCI论文不免留有汉语思维或表达习惯的痕迹，因此一些带偏见的西方国家，尤其是英、美等英语国家的审稿人明明看了论文还可能会提出稿件英文质量问题而影响录用。当然，我们不能以此抱怨SCI期刊的审稿人或编辑。英语国家的作者发表SCI论文也不容易，美国俄亥俄州立大学学习植物科学(The Plant Science)的研究生也只有41%左右的人发表SCI论文。发表SCI论文周期长，这对于许多被要求在规定时间内发表论文的国内作者也是一个令人焦虑问题。SCI论文从投稿、审稿、修改、定稿，到办理版权转让手续、校核样稿，到正式发衣，至少要半年到一年时间，常常在一年以上才能完成整个周期。而我们国内学术管理机构常常年底“算账”，到时“兑现”不了论文，就很“难看”。还有一个概率很低但影响极大的，导致我们在国际上发表论文困难的问题，就是我们极个别同胞，虽然没有闹出像韩国黄禹场那样震惊全世界、严重损害本国科学家国际信誉的丑闻，但是其不够严谨的科学研究态度已经比较严重地损害了中国同行科学家们在国际学术界的信誉。曾经，有一位中国学者在某顶级期刊发表了一篇关于一种生物转导物质方面研究成果的报告。他的国外同行阅读了该报告后，对某些没有交代清楚的实验条件提出质疑。杂志社便将这位读者的意见转发给作者，希望做补充说明。我们这位同胞的反应竟然是要求杂志社将论文撤下来!简直就是在不打自招!他这一教不要紧，该杂志社以及国际学术出版界就恼火了，他们不敢相信中国科学家们在这方面的研究了。之后有一段时间，几是中国作者所投关于这个生物转导物质研究的稿件一律“封杀”，真是贻害无穷啊！而某一大学生命科学学院一位教授和他主持的实验室在生物转导物质研究方面的成果至少可以说达到国际水平，却因此一度受害，无法发表研究论文，他个人和实验室的发展也受到影响。我们的科学家、学者们应当牢记：科学来不得半点虚假。从科学研究到论文发表、产生影响是一个价值提炼的过程我们必须要写论文、发表论文，否则研究工作几乎等于没有。但是，我们从开始做研究，到撰写研究报告，到投稿发表，到产生学术影响，在这个过程中，成功率步步递减。我们所做的研究并不是100%都有效，只有部分有效；取得效果的研究不是都值得写成报告或论文，值得写出来的，只是其中的一部分内容。写出来的报告或论文可以或值得发表，直至最后被录用的，也只有其中一部分，有时是很小的一部分。论文录用，得到发表，可以说完成了任务。但是，发表的研究成果是否真正有人关注、值得一读，还要打个折扣。但是，从积极的一面，也是科学的一面看，从开始研究到发表论文、产生影响，实际上是一个科学研究价值提炼的过程，是从一般科研人员成长为科学家甚至科学大师的过程。可见，从事科学研究的人要真正得到认可，成为公认的对社会、对人类有贡献的科学家，征途很长，难关重重。我们应该对那些矢志不渝地从事科学事业，无论成名还是暂未成名者，表示深深的敬意!科学研究价值提炼过程

北京时间8月24日23点，中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海植物逆境生物学研究中心研究团队，在国际著名学术期刊《细胞》上发表论文，揭示了一条连接细胞膜和叶绿体的重要信号传递途径。从细胞膜到叶绿体，植物是怎么感知并且防御来自外界的威胁。该成果为设计植物保护策略和开发更多抗病品种，提供了新思路。由研究员罗莎带领的中外研究团队，经过5年试验得出的结论，发表了这篇论文。文章报道了一些植物蛋白如何与细胞膜相关联，并在感知病原体存在时，它们又如何从细胞膜转移至叶绿体内部，"警告"叶绿体有威胁存在。也就是说，当植物受到来自外界的病原体攻击时，细胞膜会产生一种植物蛋白，并向叶绿体发出“警报”，然后传递至细胞核，产生响应来抵抗病原体。该途径是植物细胞将危险信号从外界传递到叶绿体的策略之一，并能快速、及时、准确地整合信号并产生适当的下游响应。论文同时阐明了，植物病原体及其宿主，长期处于类似于"军备竞赛"的共同进化中。很多不同病原体很聪明，会模仿成植物蛋白去接近叶绿体。一旦进入叶绿体后，这些病原体就会损害叶绿体与细胞核之间的通讯，让病原体得到生存和繁殖。这也证明了，发现的那条从细胞核到叶绿体的抗病信号途径很重要。这项工作发现不同类别的病原体进化出相似的策略来利用这种植物途径，达到抑制植物防御的目的，有力证明了这条连接细胞膜和叶绿体的信号传递途径在植物与微生物相互作用中起着核心作用。据悉，真菌、细菌、病毒等多种植物病原体在全球范围内对农作物生产造成了巨大损失，严重威胁世界粮食安全。中科院分子植物科学卓越创新中心主任、中科院院士韩斌表示，这种新途径的发现为设计的植物保护策略和开发新的抗病品种提供了新思路，可以有效改良作物、植物，抵御病原菌的侵染，减少粮食作物的损失。该工作还表明，在没有病原体存在的情况下，可以增加植物对病原体的防御能力而不影响其生产力，从而可能达到改善植物健康和不影响植物生长的双重目的。

近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋研究组在上，发表了题为Short and Long Term Challenges in Crop Breeding的评论文章，文中对作物育种面临的严峻挑战及可能的应对策略与研究方向进行了探讨。农业是人类赖以生存的主要能源和养分，农作物利用太阳光、二氧化碳和水作为能源和主要成分生产农产品。为应对以更少投入生产更多粮食的需求，植物株型改良、提高光合作用效率、控制植物中的能量流动和分配、提高农药与化肥等农业资源的利用效率、发展垂直农业技术、提高农作物食味品质与营养价值，都是未来重要的研究方向。未来气候变化影响农业生产，温室效应和环境变化不仅直接影响农作物的生长，而且带来了更加频发的极端气候现象。因此，除了高产和优质外，还需培育出对自然胁迫具有抵抗力、能够快速适应气候变化的“智能作物”，这需要探索新的遗传资源，了解植物对环境变化的响应机制，并开创新的作物。为应对这些挑战，中科院种子创新研究院承担了中科院战略性先导科技专项（A类）“种子精准设计与创造”，并设定三个研究目标：解析种子精准设计的分子基础；开发种子精准设计的变革技术；设计型新品种创造，旨在应对短期农业挑战，并为长期挑战做准备。【来源：遗传与发育生物学研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

2020年，是决胜全面建成小康社会、决战脱贫攻坚的收官之年。农业生产持续发展，农村经济全面繁荣，农民生活显著改善。这其中，农业科技的贡献居功至伟。这一年，虽然遭受新冠肺炎疫情冲击，但农业科学家并未停下研究的步伐。他们用卓越的研究和执着的精神为农业、农村、农民带去丰硕的科研成果，在希望的田野上写下了浓墨重彩的一笔。破解优质蛋白玉米育成之谜《自然—通讯》1月7日主要作者：上海交通大学教授王文琴团队和中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿团队进展亮点：深入解析了优质蛋白玉米选育的基因组结构变异基础，全面挖掘了潜在的硬质胚乳修饰因子。发现了一些与多个胚乳修饰因子遗传位点紧密相连的候选基因，这些基因具有结构变异和表达水平改变等遗传特征。提出了解释优质蛋白玉米硬质胚乳形成的分子机制模型。点评：构建了高质量优质蛋白玉米基因组，鉴定出具有结构变异和表达差异的候选基因，这将会促进优质蛋白玉米胚乳修饰因子分子标记开发和分子育种。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-019-14023-2揭示重要抗盐碱机制《自然—通讯》1月10日主要作者：中国农业大学教授蒋才富团队进展亮点：报道了一个玉米抗盐碱数量性状基因ZmNSA1，可调控盐碱胁迫下玉米地上部钠离子稳态，揭示了EF-hand蛋白调控盐碱胁迫下钠离子稳态的新机制。ZmNSA编码一个含有EF-hand结构域的钙离子结合蛋白，并能负调控MHAs的表达和抗盐碱应答。在盐碱胁迫下，细胞内钙离子浓度升高，钙离子结合ZmNSA1并促使其被26S蛋白酶体途径降解，上调MHA2和MHA4表达，促进根部氢离子外排，从而增强质膜Na+/H+反向转运体SOS1的活性，促进钠离子稳态，增强玉米对盐碱胁迫的耐受性。点评：揭示了一种新的EF-hand蛋白解码钙离子信号机制，解析了它在玉米抗盐碱应答中的作用机制，是作物抗盐碱基础研究领域的重要成果。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-019-14027-y发现水稻产量和氮肥利用效率协同调控新机制《科学》2月7日该成果以《科学》封面文章的形式报道。傅向东供图主要作者：中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员傅向东团队与三个实验室联合攻关进展亮点：以封面文章的形式报道了赤霉素信号传导新机制提高水稻产量和氮肥利用效率的研究成果。从携带“绿色革命”基因sd1的水稻品种93-11中，筛选到一个产量性状（分蘖）对氮素响应不敏感的突变体，并克隆了控制水稻氮肥高效利用的关键基因NGR5。NGR5不仅通过介导H3K27me3组蛋白修饰参与氮营养促进植物生长发育过程，而且能与植物生长抑制因子DELLA蛋白互作；DELLA蛋白能竞争性结合赤霉素受体GID1蛋白，抑制赤霉素介导的NGR5蛋白降解，进而增加NGR5蛋白稳定性。点评：该成果找到了一条既能提高产量又能降低化肥投入、减少环境污染的育种新策略，为培育“少投入、多产出、保护环境”的绿色高产高效新品种奠定了理论基础，并提供了有育种应用价值的基因资源。论文链接：https://doi.org/10.1126/science.aaz2046揭示被子植物早期复杂演化历史《自然—植物》2月24日主要作者：四川大学教授刘建全联合华北理工大学、哈佛大学、兰州大学等进展亮点：该研究对两种早期演化分支的水生植物代表种（芡实和金鱼藻）进行了基因组测序，揭示了被子植物早期的复杂演化历史。被子植物的五个主要演化分支——金鱼藻、睡莲类（芡实为代表）、木兰类、单子叶植物和核心双子叶植物——早期都经历了独立的多倍化事件，芡实最近还经历了一次基因组三倍化。无油樟和睡莲类依次是其他被子植物的姐妹群，同时推测金鱼藻是真双子叶植物的姐妹群。研究发现，除杂交外，不完全谱系筛选可能是早期被子植物辐射分化过程中，引起主要分支之间基因树或核基因组—叶绿体基因组系统发育树分支关系不一致的主要原因。点评：该研究对于阐明被子植物中主要分支的演化次序和生境转变，同时为后续生命之树，特别是水生被子植物适应性演化、不同类群加倍事件的研究都提供了基本框架，为认识被子植物早期辐射演化历史提供了证据。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-020-0594-6白羽扇豆高质量基因组发布《自然—通讯》2月26日主要作者：中国农业科学院研究员程锋团队和福建农林大学教授许卫锋团队进展亮点：成功组装了磷高效利用模式作物白羽扇豆的染色体水平高质量基因组，揭示了白羽扇豆低磷适应的特征与其基因扩张与亚基因组优势关联。白羽扇豆经历了与芸薹属等异源多倍体物种类似的全基因组三倍化事件，导致亚基因组优势现象。白羽扇豆的自身碳固定、排根发育建成、土壤磷活化和内部磷利用等四个先后调控途径的多个相关基因发生显著扩张和特异性低磷诱导表达。其中，生长素稳态调节关键基因对于排根形成至关重要，抑制其表达可大大减少排根形成。点评：该研究对磷高效利用作物的筛选与培育具有重要的参考价值。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-14891-z“液体黄金”霍霍巴油可借油菜合成《科学—进展》3月11日主要作者：华中农业大学教授郭亮团队、陈玲玲团队联合国外5家单位合作完成进展亮点：完成油料作物霍霍巴的高质量参考基因组，并解析了霍霍巴种子中蜡酯合成途径。蜡酯的合成主要是通过脂酰辅酶A还原酶FAR将脂酰辅酶A还原成脂肪醇。然后，在蜡酯合成酶WS的作用下，脂肪醇与脂酰辅酶A发生酯化反应生成蜡酯。蜡酯主要富集在种子的子叶中，而含量极少的三酰甘油则主要富集在种子的胚轴。种子不同部位的转录组分析表明，参与蜡酯合成的相关基因在子叶中的表达量远高于胚轴中的表达量。这些基因在空间上的表达差异，可能是造成蜡酯及三酰甘油在霍霍巴种子中存在明显分布差异的主要原因。点评：深入了解霍霍巴蜡酯合成机制，为霍霍巴品种改良提供了理论基础。高芥酸油菜种子中脂肪酸的组成正好符合霍霍巴中相关酶的底物偏好性，这使得在高芥酸油菜种子中合成霍霍巴油成为可能。论文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.aay3240揭示阻止多个花粉管进入胚珠的分子机制《自然》3月19日刚刚授粉的拟南芥花，摘掉了部分萼片和花瓣。段巧红供图主要作者：山东农业大学教授段巧红团队、美国马萨诸塞大学阿默斯特分校进展亮点：发现了被子植物阻止多个花粉管进入胚珠的分子机制。在拟南芥FERONIA受体激酶的缺失突变体中，多个花粉管进入同一胚珠的不正常现象很常见。原来，FERONIA受体激酶调控了低甲酯化果胶质在丝状器的积累，进而调控了第一个花粉管诱导的一氧化氮在丝状器中的积累。一氧化氮对诱导花粉管进入胚珠的诱饵蛋白进行亚硝基化修饰，一方面阻止其分泌，另一方面使其失去诱导花粉管的活性，其他花粉管因此不能进入这个“名花有主”的胚珠。点评：在分子与生化水平上揭示了胚珠如何协调“花粉管破裂”与“防止多个花粉管进入胚珠”这两个不同而又紧密相连的生物学过程，为进一步研究被子植物受精过程的调控机制提供了重要启示。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2106-2大豆驯化过程中开花的进化和选择《自然—遗传》3月30日主要作者：广州大学教授孔凡江和刘宝辉团队联合中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员田志喜团队进展亮点：揭示大豆驯化过程中开花的进化和选择机制。发掘了两个长日照条件下控制开花期的关键位点Tof11和Tof12。这两个位点发生了渐进式的变异和人工选择。其中，tof12-1的功能缺失突变被强烈选择，并在栽培品种中被迅速固定下来，从而使栽培品种的开花期和成熟期普遍提前。tof11-1的功能缺失型突变发生于tof12-1之后，在tof12-1遗传背景上再次受到选择，从而进一步缩短了栽培大豆的开花期和生育期，提高了栽培大豆的适应性。点评：该研究不仅首次系统确认了光周期开花是作物核心的驯化性状，而且进一步完善了长日照条件下大豆光周期的分子调控网络，阐明了大豆适应高纬度生态环境的遗传基础，还发现了大豆驯化过程中同源基因的逐步进化与选择的分子机制。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-020-0604-7绘制首个山苍子基因组图谱《自然—通讯》4月3日山苍子花。陈炳华摄主要作者：中国林业科学研究院亚热带林业研究所研究员汪阳东团队进展亮点：成功组装全球首个染色体级别的高质量山苍子基因组图谱，并基于此揭示樟科物种进化及其精油合成分子机制。对樟科在中国分布的20属47个代表种进行了低盖度基因组测序，16属23个代表种进行了混合组织和花苞转录组测序。鉴定了调控樟科及山苍子精油主要化合物合成的关键酶基因LcuTPS42。点评：该成果揭示了单萜合酶基因家族在樟科中的演化，有效促进了樟科植物单萜化合物的多样性和特异性，对揭示樟科植物的生物学特性、指导樟科遗传育种研究，特别是加速分子育种进程具有指导作用。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-15493-5找到小麦“癌症”克星《科学》4月10日主要作者：山东农业大学农学院教授、山东省现代农业产业技术体系小麦创新团队首席专家孔令让团队进展亮点：团队从小麦近缘植物长穗偃麦草中首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7，且成功将其转移至小麦品种中，首次明确并验证了其在小麦抗病育种中不仅具有稳定的赤霉病抗性，而且具有广谱的解毒功能。点评：Fhb7基因的发现和抗病机制解析对水稻、玉米等作物育种同样具有重要意义。作为禾谷类作物种质改良和创新的难得基因，其在育种领域的推广应用，将有力提升我国农作物种质资源创新水平，为产业提质增效、确保国家粮食安全提供重要保障。论文链接：https://doi.org/10.1126/science.aba5435五个异源四倍体棉花起源终被厘清《自然—遗传》4月20日主要作者：南京农业大学、德克萨斯大学、哈森阿尔法生物技术研究所、德州农工大学等进展亮点：构建了所有五种异源四倍体棉花的高精度参考基因组。这五个种的形成是单一起源，并历经了20~60万年的自然演化，逐渐形成五个棉花种。其中，陆地棉和海岛棉经过8000年左右的独立人工驯化，成为最主要的栽培棉花。不同棉种在150万年的杂交、多倍化和进化过程中，基因数量和排列结构并没有非常显著的变化。而在8000年左右的人工驯化过程中，陆地棉和海岛棉的纤维长度和品质等发生了显著改变。点评：首次揭示了五个多倍体棉花进化和驯化的遗传和表观遗传规律，同时为通过种间杂交、表观遗传育种和基因编辑改良棉花提供了理论支撑和特有的基因组资源。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-020-0614-5寻找现代玉米改良的足迹《自然—遗传》4月27日主要作者：华南农业大学王海洋团队、中国农业科学院生物技术研究所、北京大学等进展亮点：从种质资源库和中外育种学家手中搜集了350份玉米育种材料，并在海南、吉林、河北等4个环境收集了这350种育种材料的表型数据。分析发现，现代玉米育种过程中，中美两国的玉米育种材料都经历了向着更低的穗位、更少的雄穗分枝数、更紧凑的叶夹角及更早的开花期方向发展的趋同选择，表明这四个性状的改良对玉米耐密性提高的重要性。与上述4个关键性状有关的有利等位基因，随着时间的推移，在中美育种材料中出现的频率同时显著上升，揭示了四个性状在中美育种过程中受到趋同选择的遗传基础，也印证了这些位点的重要性。得到了1888个在现代玉米育种过程中受选择的基因组区域，涉及逾5000个功能基因，其中包含一大批调控玉米耐密性和抗逆性的关键候选基因。点评：这是一个跨越不同育种年代、不同国家的玉米育种选择规律分析，挖掘了近一个世纪以来玉米关键农艺性状改良和产量提升的遗传基础和关键调控基因。解析了国内外现代玉米选育过程中的“育种选择指纹”，描绘出现代玉米改良的足迹。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-020-0616-3增加一种植物就能获得显著的多样性效益《自然—植物》5月4日主要作者：上海市农业科学院研究员蔡友铭团队联合复旦大学、浙江农林大学等进展亮点：通过分析全球2900余组植物种植的比较试验数据发现，在农业、草原和森林系统，增加植物物种多样性能够提高捕食性天敌的丰度和捕食率、寄生性天敌的丰度和寄生率，从而减少害虫、保育害虫的天敌、提升作物产量与品质。在农田系统中，植物物种多样性增加可表现为作物间套作，或者农田周边种植其他经济植物等。这给天敌昆虫提供了一个很好的躲避恶劣天气的庇护所，也能为它们提供花蜜等食物。有趣的是，添加一种植物与添加多种植物，对增加农业生态系统中的天敌数量并没有太显著的影响。因此，在农业生态系统，只需在主栽作物田块通过种植诱集植物、间套作、果园生草等措施添加1种植物，便可明显增加主栽作物上天敌的数量和多样性。点评：植物物种多样性可以帮助农民、决策者利用有益昆虫提供的重要生态系统服务。这为降低农药用量、防止农药污染、保护生态环境，提供了食物网层面的理论依据。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-020-0654-y铁载体是根际稀缺资源保卫战的“秘密武器”《自然—微生物》5月11日张耀予绘图主要作者：南京农业大学教授沈其荣团队联合瑞士、荷兰、英国学者进展亮点：铁是根际微生物和土传病原菌争夺的核心稀缺资源之一。铁载体是细菌分泌的化合物，主要用来螯合环境中稀缺的三价铁。细菌需要特定的受体才能吸收对应结构的铁—铁载体螯合物。有些铁载体可以抑制青枯菌生长，产量越大抑制能力越强，被称为抑制型；而一些低产细菌产生的铁载体却为青枯菌的生长提供了便利，被称为便利型铁载体。当便利型铁载体介导促进效应时，根际细菌的铁素竞争力弱，分泌的铁载体被青枯菌剥削利用，促进了青枯菌的生长，而自身由于分泌铁载体消耗了大量的能量，却无法回收自己的铁载体获得铁素营养，因此生长受阻；反之亦然。有趣的是，抑制作用最强的细菌是，与青枯菌系统发育距离相对较近并产生大量铁载体的分离株。点评：铁载体介导的根际细菌与青枯菌之间的铁竞争，是预测土壤微生物群落中细菌—青枯菌共存模式、决定病原菌是否入侵成功，以及对宿主植物造成破坏的普遍机制。利用上述结论，可以工程化生产抑制型铁载体微生物。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41564-020-0719-8解析蒺藜苜蓿复叶发育新机制《自然—植物》5月11日研究成果被选为《自然—植物》封面故事。 陈江华供图主要作者：由中国科学院西双版纳热带植物园陈江华团队进展亮点：以封面文章发表了蒺藜苜蓿复叶形态模式建立的新机制。该研究通过正向遗传学筛选到一类新的五叶突变体pinna1：不同于palm1突变体中小叶以掌状聚集，pinna1突变体中的五个小叶以羽状方式排列，额外增生的两片小叶起始于顶端小叶的基部，形成奇数类羽状复叶模式。最终定位了PINNA1基因，它特异地在不同时期的叶原基中表达。遗传分析表明，PINNA1与SGL1基因间具有遗传上位性；定量PCR和时空表达分析揭示，pinna1突变体中SGL1的表达量显著上调，而其表达空间也显著的扩大；生化实验证明，PINNA1与PALM1精巧协同合作实现对复叶发育过程中SGL1时空表达的精确调控。点评：这项成果揭示了一个重要的调控蒺藜苜蓿复叶发育的新机制，为苜蓿的分子育种和改良提供了重要参考。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-020-0642-2发现新型广谱抗菌增效剂《自然—微生物学》5月18日主要作者：中国农业大学沈建忠院士团队进展亮点：首次报道了一种新型线性短链广谱抗菌增效剂SLAP-S25，可以提高多种临床常用抗菌药物如四环素、万古霉素、氧氟沙星、利福平和多粘菌素对多重耐药大肠杆菌以及其它耐药的革兰氏阴性菌的抗菌效果。SLAP-S25和多粘菌素联合应用恢复了10种不同的多粘菌素耐药革兰氏阴性菌对多粘菌素的敏感性，但对肺炎克雷伯菌则需采用SLAP-S25和其他种类抗菌药联用策略。SLAP-S25和多粘菌素联合应用有效抑制了87株临床分离的多粘菌素耐药大肠杆菌的生长。此外，SLAP-S25不仅能恢复携带多粘菌素耐药基因mcr的革兰氏阴性菌对多粘菌素的敏感性，还能降低其用药量，点评：为合理用药和治疗多药耐药病原菌感染提供了新策略，为保障多粘菌素类药物作为抗革兰氏阴性菌感染的“最后一道防线”提供了新思路和技术支持。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41564-020-0723-z首次破译同源四倍体紫花苜蓿基因组《自然—通讯》5月19日主要作者：西北工业大学教授邱强团队、中科院昆明动物研究所、中科院西双版纳植物园等进展亮点：发表我国地方特有品种新疆大叶紫花苜蓿的四倍体基因组，并成功将四倍体基因组组装到了32条染色体上。开发出基于CRISPR/Cas9的高效的基因编辑技术体系，成功培育获得了一批多叶型紫花苜蓿新材料，其杂交后代表现出稳定的多叶型性状且不含转基因标记。点评：将让实施紫花苜蓿分子育种策略成为可能，从而为加快我国优质苜蓿品种培育和牧草产业发展提供重要科技支撑。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-16338-x20个水稻品种的参考表观基因组图谱发布《自然—通讯》5月27日主要作者：华中农业大学教授李兴旺和李国亮团队进展亮点：全面系统地描绘了20个水稻品种的表观参考基因组图谱。产生了多达500多套组学数据，覆盖20个有代表性的水稻品种及其多个组织，包括58个基因表达数据、32个全基因组DNA甲基化图谱、354个各种组蛋白修饰数据、58个全基因组开放染色质区域图谱。基于此，从水稻表观基因组图谱中定义了15种染色质状态。水稻中存在大量具有增强子活性的启动子，这些启动子不仅调控相邻基因的表达，还可以作为增强子，通过染色质远程相互作用，调控远端与其互作基因的表达。点评：该研究完成了水稻顺式调控元件和染色体状态的注释，鉴定到的籼粳稻之间染色体状态差异为研究水稻品种分化和环境适应性的提供了独特视角，也为全面解析水稻基因组结构提供重要资源。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-16457-5全球间套作增产模式获进展《自然—植物》6月1日主要作者：中国农业大学教授张福锁院士团队进展亮点：间套作管理措施的综合应用在全球尺度上形成了增产效应不同的两种管理模式。其中一种为高投入—高产出玉米间套作管理模式，通过玉米与矮杆谷类作物搭配，采用条带种植、分期播种、充足养分投入等管理措施，较单作具有更大的增产效应，在中国广泛应用。另一种是低投入—低产出间套作管理模式，通过豆科作物与矮杆谷物混作或单行交替种植，采用同种同收、较低养分投入等管理措施，增产效应较低，该模式在欧洲广泛应用。高投入—高产出玉米间套作模式的增产效应是低投入—低产出间套作模式的4倍。两种间套作模式较单作均具有节肥增产的优势。点评：间套作不仅能满足低投入农业的生态目标，也是高投入农业中持续保障粮食安全的有效途径。在中国广泛应用的玉米间套作模式具有更大的增产效应，值得全球借鉴。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-020-0680-9揭示独脚金内酯信号转导机制《自然》6月11日主要作者：中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋院士团队进展亮点：该研究系统鉴定了拟南芥独脚金内酯早期响应基因，阐明了独脚金内酯调控分枝数目、叶片形状以及花青素积累的分子机制，突破了独脚金内酯信号途径研究的瓶颈。他们发现，SMXL6,7,8能够作为转录因子调控自身转录，同时作为转录抑制蛋白调控分枝等发育过程，揭示了一种全新的植物激素信号转导机制。点评：是独脚金内酯信号转导领域的突破性进展，提出了一种全新的植物激素信号转导机制，为探索激素作用机理提供了新思路，具有重要的科学意义。揭示了独脚金内酯信号通路中的转录调控网络，对全面解析独脚金内酯调控植物生长发育以及环境适应的分子机制、揭示植物与丛枝真菌共生的机制进而培育高产抗逆、营养高效、抗寄生的作物具有重要指导意义。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2382-x激素水平升高可导致小菜蛾对Bt高抗性《自然—通讯》6月12日主要作者：中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员张友军团队进展亮点：昆虫激素水平升高可以激活MAPK信号途径，反式调控多个中肠受体基因差异表达，从而导致小菜蛾对苏云金芽胞杆菌（Bt）杀虫蛋白Cry1Ac产生高抗性。在Bt蛋白高抗的小菜蛾中，蜕皮激素（20E）和保幼激素（JH）含量均显著升高。它们之间的串扰可以激活MAPK信号途径反式调控机制，使小菜蛾在维持正常生长发育的前提下对Bt杀虫蛋白完美进化，从而产生高抗性。点评：该研究在国际上首次揭示了经典的昆虫激素可以参与昆虫Bt抗性的新功能及其分子调控网络，研究结果对于我国田间重大农业害虫Bt抗性进化的监测预警和综合治理，以及新型Bt生物杀虫剂/转Bt基因抗虫作物的研发推广和可持续应用，均具有重要的理论和实践意义。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-16608-8建立新型可预测多核苷酸删除基因组编辑系统《自然—生物技术》6月29日主要作者：中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞研究组进展亮点：基于胞嘧啶脱氨以及碱基切除修复原理，首次将野生型SpCas9与胞嘧啶脱氨酶、尿嘧啶糖基化酶以及无嘌呤嘧啶位点裂合酶组合，建立了新型的多核苷酸靶向删除系统，并成功在水稻和小麦基因组中实现了精准、可预测的多核苷酸删除。点评：该系统的建立可为植物基因组调控DNA的功能研究及设计育种提供了一个强有力的基因组编辑工具。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41587-020-0566-4发现植物株型调控新机制《自然—植物》7月13日主要作者：中国农业科学院蔬菜花卉研究所与深圳农业基因组研究所等进展亮点：揭示了黄瓜卷须身份基因TEN调控卷须发育和运动的分子机制，为基因内部结合的转录因子是如何调控基因表达这一基础的科学问题提供了一个重要的解答。TEN是一个新型多功能转录因子，其C端负责结合到下游靶标的基因内增强子上，其N端结构域是一类全新的组蛋白乙酰转移酶，主要乙酰化修饰组蛋白H3的球体区域，维持染色质开放，从而激活靶标基因表达。点评：该研究成果为揭示转录因子结合到基因内部如何调控基因表达的科学问题提出了新的见解，也为深入认识株型发育的基因调控网络提供了重要的突破，并可直接用于培育轻简化栽培的无卷须黄瓜新品种。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-020-0715-2首个古茶树基因组精细图谱绘制《自然—通讯》7月24日主要作者：华中农业大学园艺林学学院教授闻玮玮课题组进展亮点：在完成首个高质量染色体级别的古茶树基因组组装的基础上，利用217份多样的茶树资源的转录组数据，揭示了中国茶树育种中的骨干亲本，并鉴定了调控儿茶素生物合成的多个关键基因。在遗传和代谢水平上，古茶树和栽培种并未显著分化，表明在风味品质上，茶树可能未受到长期定向的人工选择。点评：为茶树功能基因组学的发展提供基础和丰富资源，为茶树分子育种、品质提升以及有益天然产物生物合成奠定基础。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-17498-6创制C4禾谷类研究的理想模式植物《自然—植物》8月31日主要作者：山西农业大学杂粮分子育种团队与中国农业科学院作物科学研究所等进展亮点：获得了一个超短生育期谷子“小米”，其生育期仅2个月左右，株高仅30厘米左右。生育期和株高与模式植物拟南芥相当，适合室内大规模种植研究。在此基础上，组装了高质量的参考基因组，构建了全生育期基因表达图谱和谷子多组学数据库，并建立了高效稳定的遗传转化体系。从而将“小米”发展成了C4禾谷类研究的模式植物。点评：“小米”模式植物体系的建立将促进C4高光效、氮素高效吸收利用机制、抗旱机制、遗传改良等研究。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-020-0747-7龙井茶树染色体级别基因组组装成功《自然—通讯》9月7日主要作者：中国农业科学院茶叶研究所和深圳农业基因组研究所主导、携手中国科学院昆明动物研究所及云南省农业科学院茶叶研究所等进展亮点：以我国著名的优良茶树品种龙井43为材料，克服了其基因组高度杂合、重复序列比例高等复杂基因组组装难题，完成了染色体级别的基因组组装。基于此，对来自世界不同国家和地区的139份有代表性的茶树材料进行了深度重测序，揭示了茶树群体的系统发生关系，描绘了栽培茶树的进化历史。点评：该成果为茶树基因组学和育种研究，以及茶树遗传和进化研究提供了丰富的素材。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-18228-8马铃薯杂交种子在接近《自然—遗传》9月28日杂合马铃薯 RH。中国农科院供图主要作者：中国农科院深圳农业基因组研究所研究员黄三文团队等进展亮点：首次测序完成杂合二倍体马铃薯基因组，提供了迄今最完整的杂合马铃薯基因组、最全面的马铃薯单体型比较分析。为构建高质量的参考基因组以及对单体型进行比较分析，该研究提出了高准确率HiFi read与遗传群体测序、HiC测序相结合的技术路线，克服了“重复序列” 和“高杂合”这两个障碍，成功组装了染色体级别的单体型，为复杂基因组的解析提供了借鉴。在二倍体马铃薯RH中检测到了22134个有害突变。有害突变散布在两套基因组中，与其他类型的变异呈马赛克式分布，并且有害突变还有可能与优良基因紧密连锁，很难通过传统杂交的方法彻底淘汰有害突变。点评：为马铃薯二倍体育种提供基因组学支持，有助于利用基因组学和合成生物学方法快速打破马铃薯育种中的障碍，构建优良的二倍体自交系。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-020-0699-x榕树和榕小蜂精细基因组图谱发布《细胞》10月8日主要作者：中国科学院西双版纳热带植物园研究员陈进课题组与福建农林大学教授明瑞光课题组等进展亮点：构建了2种榕树和1种传粉榕小蜂的高质量基因组精细图谱。并首次在分子机制上揭示了榕树气生根发育、性别决定和榕树—榕小蜂协同多样化等多项未解之谜。两种榕树基因组存在大量的结构变异，如染色体断裂、片段化重复等。这些变异与植物免疫、帖烯类合成等重要的生物学过程有关，为其适应性演化提供了遗传基础。点评：为榕树气生根特征进化和相关园艺品种开发提供了重要理论基础，并为榕树—榕小蜂协同进化等研究打开了组学分析的大门。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.09.043解密植物干细胞如何抵御病毒《科学》10月9日主要作者：中国科学技术大学教授赵忠课题组进展亮点：解析了植物干细胞抵御多种病毒侵染的分子机制。揭示了植物茎顶端分生组织存在广谱抗病毒免疫的分子机制。在侵染过程中，病毒必须利用植物细胞内的蛋白质合成系统合成自身的蛋白，以完成自身的复制、组装和侵染过程。而干细胞关键调节基因WUS则通过直接抑制细胞内蛋白质合成的速率，限制了病毒的复制和传播。点评：回答了为什么植物病毒不能侵染植物茎尖这一长期未决的基本生物学问题，为未来作物广谱抗病毒防治提供了新的技术策略。论文链接：https://doi.org/10.1126/science.abb7360拟南芥花期自然变异的调控新机制《自然—通讯》11月17日主要作者：安徽农业大学教授李培金课题组进展亮点：对世界范围内102种拟南芥不同生态型的FLC基因的表达水平进行了定量分析，筛选到一个花期调控关键基因SSF。SSF蛋白具有两个变异类型SSF414D和SSF414N，这两种蛋白能被植物体广泛存在的蛋白泛素化修饰和降解系统识别，以调控SSF蛋白水平的高低，从而影响开花抑制基因FLC的表达水平，导致植物花期发生改变。其中，414D主要存在于北方植物中，可以使植物晚花，适应北方的寒冷气候；而414N主要存在于南方的植物中，调控植物早花，以适应南方较为温和的生长环境。进一步实验表明，SSF和FCA作为同源基因有着相反的功能。SSF可以调控植物晚花，FCA调控植物早花；FCA同时存在于双子叶和单子叶植物中，而SSF只存在双子叶植物中。点评：深入揭示了基因自然变异调控植物生育期的新机制，为植物分子育种提供了重要基因资源和理论依据。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-19666-0揭示水稻中重要二萜的代谢机制《自然—植物》12月8日主要作者：海南大学教授罗杰团队进展亮点：利用水稻自然群体进行代谢物全基因组关联分析，在水稻7号染色体成功定位鉴定了一个控制单环二萜自然变异的基因簇DGC7。该基因簇由1个萜烯合成酶及2个CYP450酶组成，在质体中催化形成5,10-二酮-蓖麻烯，一种具有潜在医用价值的重要二萜。DGC7受到茉莉酸甲酯介导的表观调控因子JMJ705直接调控，并能提高水稻对于白叶枯病的抗性。点评：揭示了水稻单环二萜基因簇自然变异的生化基础及其在水稻抗病方面的作用，为作物遗传改良提供了新资源。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-020-00816-7揭示豆科植物与根瘤菌共生固氮分子机制《自然》12月10日苜蓿根瘤器官。王二涛供图主要作者：中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王二涛团队进展亮点：揭示豆科植物因皮层细胞获得SHR-SCR干细胞分子模块，而具有结瘤固氮的能力，使其有别于非豆科植物，回答了“为什么豆科植物能与根瘤菌结瘤固氮”的科学问题。植物干细胞关键转录因子SCR在豆科植物的皮层细胞表达，另一个干细胞关键转录因子SHR在维管束表达后移动到皮层细胞，使豆科植物皮层细胞获得了SHR-SCR分子模块。该干细胞分子模块赋予豆科植物皮层细胞分裂能力，能够被根瘤菌的共生信号激活，诱导豆科植物苜蓿的皮层分裂，形成根瘤。点评：发现了控制豆科植物根瘤共生固氮的关键分子模块，加深了人们对共生固氮的理解，为非豆科植物皮层细胞命运的改造奠定了基础，并为今后减少作物对氮肥的依赖，实现农业生产的可持续发展提供了新思路。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-020-3016-z

新华网南京11月12日电（魏薇）“从‘两旺两缺’到 ‘量足价稳’，今天江苏人‘菜篮子’里的丰富多彩真的是我们当年没想到的。”10月，在江苏省农科院举行的“江苏现代蔬菜产业发展论坛”上，多位江苏的老“蔬菜人”深情回顾了江苏“菜篮子”的发展史。今天的我们走进菜市场，来自各地五颜六色、品类齐全的蔬菜令人目不暇接，本地的、进口的、时令的、换季的……总有一款能满足你的胃。很难想象在几十年前，“蔬不熟为馑”真的是令江苏百姓发愁的难题。调茬口，先保障全年“有菜可吃”耄耋之年的徐润芳，曾是江苏省农科院蔬菜所研究员，满头银发的她为江苏人育成了西瓜品种“苏蜜1号”和优质、抗枯萎病的西瓜品种“抗病苏蜜”，让我们的“果盘子”多了一味属于自己的甜。上世纪50年代，年轻的徐润芳刚刚参加工作，由于农业生产力落后，当时江苏蔬菜收成每年存在两段明显的旺季和淡季，称为“两旺两缺”。尤其在每年1-3月，百姓只能靠冬季囤积的大白菜和萝卜勉强支撑，因而不得不在冬季“勒紧裤腰带”省吃俭用。而在旺季，大量蔬菜上市供大于求，丰产不丰收的问题同样突出。作为农业科研单位，应省政府“为当时当地服务”的农业要求，怎样为全省实现蔬菜均衡供应亟待破题。“条件落后，我们只能建议生产单位用‘物理办法’保证全年蔬菜的不间断生产。”老人回忆，1958年，科研人员开始在全省多地开展地方品种调查，用一步一个脚印的实地丈量，编制了蔬菜分类检索表。结合江苏品种资源调查，和省内不同地区蔬菜栽培制度、茬口布局和蔬菜周年供应关系，科研人员把全省主要的蔬菜作物分为“早熟”“晚熟”“多季作物”三类，为农户的生产排上了时间表：过冬前种下土豆、洋葱、莴笋，这些耐储藏菜品在6月收获，可以缓解7—8月的伏缺；春天种下早熟的茄果类作物，同年7月可以收获一批；秋收之后，在冬季小雪至大雪期间，再收获白菜与萝卜，有经验的百姓会挖窖储藏。其余除了盛夏的时间，便用青菜这种生长快、茬口多的多季作物来进行过度和调剂，如此一来，基本保障全年“有菜可吃”。“没菜吃的时候，大家就多种青菜，今天南京人爱吃青菜，也和当年青菜的‘国民度’高有很大关系。”徐润芳老人感慨，数十年前，农业依然“靠天吃饭”，一个过长的梅雨季或者突如其来的倒春寒，便足以对田里的收成产生破坏性的影响。她叹道，作为那个年代的科研人员，利用作物生息的时间规律来调节茬口、尽量满足让百姓“吃饱”的基本要求还是被动了些。设施农业搭起来，和“两缺”彻底说再见放眼今天的南京谷里街道亲见社区，一排排高标准塑料大棚，两层楼高的蔬菜联栋大棚，不锈钢“骨架”外罩的玻璃温室，棚内不但安装了湿帘、遮阳系统，还通过温控、风机自动调节温度和通风……在这个占地3.5万亩的农业基地中，市民能看到来自全世界先进的农业技术和农业文明。航拍江宁谷里设施大棚。漫步全省休闲农业观光处，不乏这样成片的大棚，棚内暖意洋洋，瓜果飘香。从依赖自然到借力自然，设施农业通过人工可控的温、光、肥、水、气，使传统农业摆脱自然条件的束缚，真正实现了果蔬高效生产。然而，如今寻常可见的温室与大棚，从走进江苏到遍布全省，却花了30余年。1961年，年轻的沈善铜在“华东农业科学研究所”(江苏省农科院蔬菜所前身)参加工作。自然灾害的痛无法忘却，谁都想一鼓作气振兴希望的田野。70年代，沈善铜（中）指导大棚生产。在与日本某农业科研单位的学术交流中，对方向沈善铜介绍了“隧道栽培”模式，即用聚氯乙烯棚膜搭起“隧道棚”，在棚内种植蔬菜可保暖防虫。只是棚膜价高，与日方的交流学习又十分有限，大多数经验只能靠自己摸索。沈善铜回忆，第一个引入小棚栽培模式的是南京大校场红花生产队，首批“入驻”小棚的蔬菜则是经济价值较高的番茄、茄子和辣椒。在小棚保护下，蔬菜上市时间能提前10天左右，产量也大有提升，经济效益十分可观。“小棚栽培是江苏向设施农业迈出的第一步尝试，在全国也属于率先进行试验”。70年代中期，下放农村再回到单位的沈善铜，依然心心念念着棚膜试验。彼时，全国尤其冬季寒冷漫长的北方，都在发展以大棚为主的设施农业。1976年，沈善铜等人借鉴了北方竹木结构大棚的结构，为紫金山公社苜蓿园大队支起了南京第一座设施大棚，想到一年四季果篮鲜，大伙儿都欢天喜地。竹木结构大棚的短板却很快暴露，由于江苏雨水多，北方大棚的“矮胖”结构，极不利于防雨。为此，科研人员动了脑筋，设计了“瘦高”版的江苏大棚便于排水。“身材”因地制宜做了调整，茬口也不能照搬北方模式。大棚里，“春夏秋三季栽培”形成了江苏版大棚蔬菜茬口安排。尤其在伏缺时节，他们带动农户，在大棚外加上遮阳网、防虫网，以叶菜类为主进行蔬菜生产。走出大棚的蔬菜源源不断，也渐渐实现了全省蔬菜的周年供应。不断摸索，不断调整，不断改造，在80年代中后期，全省大棚设施发展驶入快车道。最早从日本传来的一个“隧道棚”概念，在坚持不懈的本土实践下，终于发展为一幢幢耐用、实用的温室大棚。至此，困扰江苏多年“两旺两缺”不均衡的农收状态，画上了句号。根据省农业农村厅数据，2018年，全省高效设施农业面积占比达19.6%，高标准农田占比已达61%。南京新创蔬菜分子育种研究院院长袁希汉说，今天全省设施农业呈现出信息化推动力增强、融合发展明显加速的特征。接下来，实现多态融合，强化“产学研用”协同创新引领，用技术手段解决劳动力成本过高、联合攻克一批农业领域关键技术将成为现代农业发展的关键。小辣椒的升级路——安全营养成为蔬菜新时尚像“小灯泡”一样的白色茄子，没刺儿的黄瓜，紫色的小番茄，黑色的辣椒……在近日于南京江宁区谷里现代农业示范园举办的2019第三届中国·江苏蔬菜种业博览会上，1520个缤纷多彩、外形奇特的蔬菜新品种令人眼花缭乱。在现场，光是辣椒就足足展示了116个不同的品种。甜椒、螺丝椒、线椒、小尖椒……集中了国内辣椒最新研究成果。在我国，辣椒产业已成为最大的蔬菜产业。在江苏，小小一只辣椒数十年来也走过了一段“更快、更高、更强”的奥林匹克式升级之路。60年代，“吃饱”当头，在蔬菜新品选育中，“丰产”就是农作物最大的“美德”。省农科院科研人员在南京郊区蹲点搞样板，发现当地辣椒田块出现甜椒与辣椒的自然杂种能结合双亲优点表现明显的杂种优势。随即，他们利用南京“黑壳早椒”与上海“茄门甜椒”做父母本，育成“早丰一号”，并进行杂交制种。提到这一辣椒杂交品种的创新性，中国农业科学院蔬菜花卉研究所所长张友军竖起了大拇指：“早丰一号”继承了“父母”的优点，表现出早期产量与总产量“双高”、生长势和适应性“双强”的极大优势。70年代，“早丰一号”已“红”出南京，在我国开始大面积推广，远赴两广两湖，市面上一度供不应求。稳产后的80年代，“新品选育和防虫抗病”又成了田间新课题。通过杂交育成的“苏椒5号”更耐低温，更能抗病，比“早丰1号”提早上市7-10天，连续结果和早期产量更加显著，随之而来的，当然是更高的亩产经济效益。江苏省农科院蔬菜所研究员王述彬介绍，今天，“苏椒家族”已经“繁衍”到第六代品种“苏椒1614”，除了更早熟、更适应低温这些“标配优点”，这种薄皮椒炒后更脆爽好吃，比普通辣椒高20%的维生素C含量也充分迎合消费者对“吃出健康”的营养需求。“苏椒1614”结果体积几乎是普通青椒的一倍。新品种和新技术正为江苏蔬菜产业发展注入新动力。近年来，江苏蔬菜播种面积稳定在2150多万亩，播种面积和产量一直稳居全国第四位，蔬菜产值占全省种植业总产值的40%以上，已成为富民增收的重要支柱。“也要看到，真正优质的蔬菜抗病品种还待强化、农机农艺融合程度依然不足。”省农技推广总站站长管永祥分析，江苏蔬菜产业还必须依靠科技创新驱动，重点做好推进蔬菜产业标准化、规模化发展，提高蔬菜生产专业化、组织化水平，加快适用新型多功能智能化农机开发三方面的工作。江苏省农科院蔬菜所所长王伟明说，“田间论文，从来都是以百姓‘食为天’的刚需开题”。当下消费者的口味正变得“挑剔”，也是对美好生活追求的体现。农产品在质量安全、营养与特色风味上，正从增产导向逐渐转向提质导向。“我们努力的方向，不仅是要牢牢端稳手中的饭碗，更是对‘安全、营养、生态、高效’的绿色蔬菜内涵尽科研之责，这是蔬菜产业主攻方向中的优先选项”。

#BioArt植物#Molecular Plant 2021年第1期发表了浙江大学樊龙江教授团队撰写的题为“Orphan crops and their wild relatives in the genomic era”的观点综述文章，并入选当期封面。论文对孤儿作物及其野生种基因组学研究进行了回顾和展望。封面故事：许多孤儿作物同属物种为重要的农业杂草。禾本科稗属内有两个栽培稗种（稗子，barnyard millet） (Echinochloa esculenta 和E. frumentacea)，它们分别驯化自两个重要稻田杂草——稗草（barnyard grass；E. crus-galli和E. colona)。封面展示的是稗草多变的穗型。作者 | 叶楚玉副教授、樊龙江教授来源 | Mol Plant人类所消耗的热量50%以上来自三大主要作物水稻、玉米和小麦，作物多样性极低，严重威胁了全球粮食安全、营养安全。此外，人口增长需要可持续的粮食供应来满足能量和营养需求，气候变化（如干旱和高温）使得当前的作物生产尤其具有挑战性，严重依赖化肥和杀虫剂导致的环境退化导致农业生产可持续受到严重影响。孤儿作物的重视利用或新作物的从头驯化被认为是解决这些问题的有效手段。孤儿作物（orphan crop）相对主要作物（major crop）来说，通常种植区域有限，适合较低投入农业条件，有较好性状（如抗逆性、营养元素丰富、C4高光效等），没有受到政府和科研工作者广泛关注，因此也被称为小宗作物（minor crop）、未充分利用的作物（underutilized crop）、被忽视的作物（neglected crop）、未来作物（crop for the future）等。我国有丰富的孤儿作物资源及种植栽培历史，如谷类作物中的粟（谷子；Setaria italica）和黍/稷（Panicum miliaceum）（“五谷”之二）、菰米（古老谷类作物，已消失，同时被驯化为蔬菜茭白；Zizania latifolia）、稗子（E. esculenta和E. frumentacea）、薏米（Coix lacryma-jobi）等。有意思的是，很多孤儿作物（特别是谷类作物）的同属近缘种多是主要作物的杂草，如谷子近缘种狗尾巴草（S. viridis）、稗子近缘种稗草（E. crus-galli、E. oryzicola、E. colona）、非洲孤儿作物福尼奥小米（fonio millet；Digitaria exilis）近缘种马塘（D. sanguinalis）、龙爪稷（穇子；finger millet；Eleusine coracana）近缘种牛筋草（E. indica）等。由于高通量DNA测序技术的发展，近10多年来越来越多的孤儿作物的基因组序列得以解析。本文重点概述了孤儿谷类作物及其野生近缘种（杂草）的基因组学研究情况。目前获得了至少12种孤儿谷类作物和/或其野生近缘种的基因组序列（图2），部分孤儿谷类作物进行了基因组重测序研究。基因组序列的获得极大地推动了孤儿作物的研究，在主要作物中应用的基于基因组的一些育种技术在孤儿作物中逐渐开始利用，如基因组选择和基因组编辑技术；重要农艺性状相关基因或QTL逐渐得以鉴定；孤儿作物起源与演化得以不断解析。图2 禾谷类孤儿作物及其野生近缘种（其中“*”表示重要的农业杂草）基因组测序进展。禾本科系统发生树中同时列出了禾谷类三个主要作物（水稻、小麦和玉米）论文还讨论了主要作物、孤儿作物及其野生近缘种（包括杂草）之间基因组数据潜在的相互利用（图3）。主要作物中已有的育种知识和技术可以用来进一步改良孤儿作物。孤儿作物中的优良性状基因可以作为主要作物遗传改良的重要基因资源，如培育抗逆性品种、创制C4水稻等。而其野生种（杂草类型）除了提供基因资源，与主要作物还存在相互竞争关系，解析其分子机制，有利于培育具有强抑草能力的作物品种。论文还探讨了孤儿作物的从头驯化，提出以半野生菰为材料恢复丢失作物菰、以拟态稗草为材料驯化新的稗米，从而丰富作物多样性，应对21世纪农业挑战。图3 主要作物、孤儿作物及其野生种的生境和遗传育种关系。它们的基因组学研究成果可以促进相互之间的育种利用樊龙江团队多年来一直从事作物及其近缘野生种（包括杂草）基因组学工作，特别是孤儿作物稗子及其近缘种稗草的基因组解析、起源进化等方面，在Nature Ecology & Ecology、Nature Communications、Molecular Plant 等期刊发表多篇论文。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.12.013

大河网讯（记者 张楠）3月31日，记者从河南农业大学获悉，日前河南农业大学联合高校科研课题组，在国际遗传学主流期刊Nature Genetics上发布了题为“A high-quality genome assembly highlights rye genomic characteristics and agronomically important genes”的研究论文，该成果解决了长期以来悬而未决的黑麦基因组精细物理图谱组装难题，完成了中国栽培种“威宁黑麦”的基因组组装和解析，填补了作物基因组学研究重要环节。据介绍，该研究论文由河南农业大学农学院植物基因组学和分子育种中心杨建平、王道文研究员，联合河南农业大学农学院杨青华教授课题组、北京大学现代农业研究院邓兴旺院士团队何航研究员课题组、四川农业大学任天恒副教授课题组以及百迈客生物科技公司与中国科学院遗传与发育生物学研究所等团队共同发布，同期杂志也发表了德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所Nils Stein教授课题组题为“Chromosome-scale genome assembly provides insights into rye biology, evolution, and agronomic potential” 的研究成果，发布了欧洲栽培黑麦“Lo7”的基因组组装结果，解析了黑麦基因组的演化特征及其抗病、抗冷与自交不亲和等生物学过程的发生与作用机制，揭示了黑麦易位染色体片段对小麦遗传改良的重要作用。“这些研究成果对黑麦、小黑麦以及小麦遗传改良的基础与应用研究具有重要参考价值和指导作用，同时也为麦类作物育种的源头创新提供了许多新颖的信息资源。”杨建平说。黑麦（Secale cereale L.）是禾本科小麦族黑麦属的二倍体植物，是大麦和小麦的近缘物种。由黑麦和小麦远缘杂交产生的1BL/1RS易位系，能显著提高小麦的抗病性和产量，为保障我国和世界小麦生产以及粮食安全起到了至关重要的作用。全球黑麦产量分布图杨建平表示，高质量的参考基因组序列是生物学功能研究的基础。相对于其他二倍体麦类，黑麦基因组更加复杂。自然情况下黑麦是异交作物，基因组具有很高的杂合度。河南农业大学农学院联合多家单位组建了协同创新研究团队，运用高通量二代测序、PacBio单分子测序、染色质三维构象捕获 (Hi-C)、 单分子光学图谱（Bionano）和高密度遗传图谱等技术，优化多种组装策略，成功构建了威宁黑麦基因组的高质量精细物理图谱。威宁黑麦基因组的重要特征比较基因组学分析发现，黑麦基因组结构变异频繁，存在很多特异的染色体重排和大片段易位事件。在威宁黑麦基因组中鉴定到了大量复制基因，为黑麦环境适应性和农艺性状变异提供了遗传多样性基础。协作团队以威宁黑麦高质量参考基因组为基础，鉴定了栽培黑麦全基因组中可能的驯化选择位点，发现ScID1对抽穗期调控和栽培黑麦驯化有重要作用，这些结果对黑麦驯化遗传基础的进一步解析具有指导意义。黑麦的基因复制及其对SBRG多样性的影响抽穗期是影响作物适应性和产量的关键农艺性状。杨建平表示，威宁黑麦是一个早花品种，相对于其他品种，其顶端分生组织的发育进程明显较快，其成花素基因ScFT也会提前表达，磷酸化修饰可显著降低ScFT的稳定性和促进植株开花的功能，这些发现为未来进一步改良黑麦的抽穗期、生态适应性以及产量潜力具有指导作用和实用价值。

2019年伊始，学校的“双一流”建设迎来了振奋人心的好消息，1月22日，生命学院许晓东课题组、郁飞课题组分别在国际著名期刊Nature Communications和Nature Plants在线发表了两篇研究论文。许晓东课题组在病毒中首次发现朊病毒朊病毒（prion）是一类具有感染性的特殊蛋白，这种蛋白能将某种构象在同种蛋白甚至异种蛋白间传递，最终导致所有蛋白都发生变构。20世纪80年代科学家们在研究传染性海绵状脑病（transmissible spongiform encephalopathy, TSE）时发现了朊病毒的存在，美国生化学家Stanley Prusiner因发现朊病毒获得了1997年的诺贝尔生理学或医学奖。近40年来，科学家们陆续在动物、植物、真菌和细菌中发现了朊病毒。但是，作为自然界中数量巨大、种类繁多的生命形式，病毒中是否存在朊病毒一直不为人所知。近日，Nature Communications杂志在线发表了我校生命科学学院分子病毒学实验室题为“A viral expression factor behaves as a prion”的研究论文。2016届硕士研究生南昊为该论文第一作者，许晓东副教授为通讯作者，陈红英教授和英国肯特大学Mick Tuite教授为共同作者。聚集态的LEF-10阻止了病毒的增殖许晓东副教授在研究杆状病毒表达因子LEF-10时发现，该蛋白具有不同寻常的聚集行为，这种现象与朊病毒十分类似。在酵母鉴定系统中，LEF-10表现出了典型的朊病毒特征。而在病毒感染的昆虫细胞中，高表达的LEF-10可以从可溶态转变成聚集态，进而调控病毒的增殖。这些结果表明，LEF-10是一个病毒编码的朊病毒。该发现解释了生物制品工业的一个困惑，即接种杆状病毒的数量与外源蛋白产量缺乏相关性。另外，人们很早就发现疱疹病毒感染与阿尔兹海默病具有某种联系；既然病毒可以编码朊病毒，那么这种联系的中间环节很可能是疱疹病毒编码的朊病毒；这或许为老年痴呆病的防治带来一线曙光。受限于朊病毒的预测和鉴定手段，2016年以前，人们对朊病毒的认识局限于动物界和真菌界，2016年麻省理工学院的Susan Lindquist院士课题组在PNAS上报道了第一个在植物中发现的朊病毒，2017年哈佛大学的科学家们在Science上报道了第一个在细菌中发现的朊病毒。我校的该项研究，将朊病毒存在的范围拓展到生命形式的最后一个领域——病毒界。至此，“朊病毒广泛存在”假说终于得到了确证。这是一项可以写进教科书的发现，表明我校在朊病毒领域的研究处于世界前沿。该研究得到我校引进人才启动经费的资助。郁飞课题组揭示植物衰老调控的新机制衰老是有机体包括植物，生长发育和世代交替的重要生物学过程。在植物特别是作物衰老过程中，伴随着叶片等营养器官的黄化和衰老，碳、氮等营养物质进行从“源”（叶等光合器官）到“库”（种子等贮藏器官）的征调和转运。因此，高等植物叶片衰老的启动和进程对种子发育至关重要，是影响作物产量和果实品质的关键因素。近日，西北农林科技大学生命科学学院和旱区作物逆境生物学国家重点实验室郁飞教授研究团队在国际植物科学期刊Nature Plants以长文形式（article）在线发表了题为“Noncanonical ATG8-ABS3 interaction controls senescence in plants”的研究论文。该论文揭示了ATG8以不依赖于自噬途径的方式与ABS3亚家族MATE转运蛋白互作控制植物衰老的分子途径，这也是植物中首次发现ATG8蛋白独立于自噬途径的新功能，同时这一途径在模式植物拟南芥和主要粮食作物小麦中以保守的方式发挥作用，为未来人工调控作物衰老进程提供了重要的理论支撑。ABS3 subfamily MATEs control senescence independent of canonical autophagy.该研究利用碳缺乏诱导植物衰老研究体系，发现ABS3亚家族MATE转运蛋白促进植物叶片衰老和蛋白质降解，ABS3亚家族MATE基因的四重和六重缺失突变体对碳缺乏诱导的植物衰老表现出极强的抗性。MATE基因的四重突变体能够抑制自噬缺陷突变体在碳缺乏胁迫下的早衰表型，表明自噬缺陷时，衰老过程启动和进程依赖于ABS3亚家族MATE蛋白的功能。有趣的是，ABS3亚家族MATE蛋白在晚期内体上与自噬途径的关键蛋白ATG8相互作用，ATG8-ABS3互作是ABS3促进衰老和蛋白质降解的前提条件，但这一互作并不依赖于自噬途径或ATG8蛋白C端的切割和脂化，代表了ATG8的一个不依赖于自噬途径的新功能。对小麦ABS3和ATG8同源蛋白的研究发现ATG8-ABS3互作调控衰老的范式在双子叶和单子叶植物中保守。基于这些发现，该研究提出了ABS3介导的促进衰老的途径与抑制衰老的自噬途径共享ATG8，这两个途径的平衡协同调控植物衰老进程的模型。Model for the ATG8-ABS3 interaction in controlling senescence in plants.西北农林科技大学生命科学学院博士生贾敏、青年教师刘夏燕为该论文的共同第一作者，郁飞教授为该论文的通讯作者。哈佛大学医学院Jen Sheen教授实验室也参与了该研究。该研究工作得到了国家自然科学基金和西北农林科技大学“双一流”旱区作物与逆境生物学学科群和青年英才计划的资助。来 源：西北农林科技大学新闻网 网络编辑：黄承刚 责任编辑：王 婷 终 审：郭建东

CNS论文2019年的第一个季度很快就结束了，截至3月31日，中国学者在Cell，Nature及Science在线发表了44篇文章，iNature团队对于这些文章做了系统的总结：按杂志来划分：Cell发表了10篇，Nature发表了17篇，Science发表了17篇；按是否有合作单位划分：其中有26篇文章由独立的一个通讯单位完成，18篇是多单位共同通讯完成的，其中有12篇是中外多单位共同通讯完成的，6篇是国内多单位共同通讯完成；按领域来划分：生命科学领域的有26篇（包括12篇结构）；材料科学有7篇；，化学有4篇；物理学有3篇；地理学，海洋科学，考古学，环境科学各1篇；按单位来划分：清华大学11篇，中国科学院10篇，中国科技大学4篇，浙江大学3篇，南京大学3篇，复旦大学2篇，北京大学2篇，上海科技大学2篇，其他大学/机构各1篇，包括北京生命组学研究所，第三军医大学，哈尔滨工业大学，南昌大学，厦门大学，山东大学，深圳大学，西北大学，香港大学，协和医学院，中国人民大学，中南大学，中山大学。按通讯作者来分（大于1篇CNS)，包括施一公3篇，颜宁2篇文章。生命科学领域【1】2019年1月1日，施一公研究组在Nature 在线发表题为“Structural basis of Notch recognition by human γ-secretase”的研究论文，该论文报告人类γ-分泌酶与Notch片段的复合物的冷冻电子显微镜结构，分辨率为2.7。 Notch的跨膜螺旋被PS1的三个跨膜结构域包围，并且Notch片段的羧基末端β-链形成β-折叠，其在细胞内侧具有两个底物诱导的PS1的β-链。 杂合β-折叠的形成对于底物裂解是必需的，其发生在Notch跨膜螺旋的羧基末端。 PS1在底物结合后经历明显的构象重排。 这些特征揭示了Notch识别的结构基础，并且对γ-分泌酶对淀粉样蛋白前体蛋白的募集具有意义。【2】2019年1月11日，清华大学施一公团队在Science在线发表题为“Recognition of the amyloid precursor protein by human γ-secretase”的研究论文，该论文报告了人类γ-分泌酶与跨膜APP片段的复合物的冷冻电子显微镜（cryo-EM）结构，分辨率达到2.6。 该结构用作发现γ-分泌酶的底物特异性抑制剂和理解γ-分泌酶的生物学功能以及AD的疾病机制的重要框架；【3】2019年1月11号，上海科技大学iHuman研究所刘志杰研究团队等人在Cell在线发表了题为“Crystal Structure of the Human Cannabinoid Receptor CB2”的研究论文，研究报道了人源CB2与拮抗剂AM 10257的复合物的晶体结构，分辨率为2.8。该研究为深入了解CB2的激活机制提供了重要的线索，有助于合理的药物设计，以精确调节内卡那宾系统；【4】2019年1月11日，中国科学院动物研究所孙悦华团队在Science杂志在线发表题为“Problem-solving males become more attractive to female budgerigars”的研究论文，这是一个虎皮鹦鹉雄鸟通过学习取食技术重新赢得青睐的故事；【5】2019年1月24日，中科院生物物理所高光侠团队在Cell发表题为“Regulation of HIV-1 Gag-Pol Expression by Shiftless, an Inhibitor of Programmed -1 Ribosomal Frameshifting”的研究论文，该论文报道干扰素刺激的基因产物C19orf66（本文称为Shiftless）是抑制HIV-1的-1PRF的宿主因子。 这些发现将SFL鉴定为-1PRF的广谱抑制剂，并有助于进一步阐明-1PRF的机制；【6】2019年1月24日，上海科技大学李俊，杨海涛及饶子和在Cell发表题为“Crystal Structures of Membrane Transporter MmpL3, an Anti-TB Drug Target”的研究论文，该论文报道了单独的分枝杆菌MmpL3和与四种TB候选药物复合的晶体结构，包括SQ109（在2b-3期临床试验中）。该结构数据将极大地推动MmpL3抑制剂作为新的TB药物的开发；【7】2019年1月31日，波士顿大学医学院崔儒涛，厦门大学邓贤明及复旦大学王鹏共同通讯在Cell在线发表题为“Pharmacological Targeting of STK19 Inhibits Oncogenic NRAS-Driven Melanomagenesis”的研究论文，该论文确定以前未表征的丝氨酸/苏氨酸激酶STK19作为新的NRAS激活剂；【8】2019年1月31日，中南大学湘雅医院柏勇平,休斯顿卫理公会的心血管再生中心Fang Longhou及Chen Kaifu共同通讯在Science在线发表题为“AIBP-mediated cholesterol efflux instructs hematopoietic stem and progenitor cell fate”的研究论文，该论文报告了一个体节衍生的促造血线索，AIBP，协调HSPC从血液内皮，一种表现出造血潜能的特化内皮细胞的出现；【9】2019年2月7日，芝加哥大学何川，中国科学院北京基因组研究所韩大力及清华大学徐萌共同通讯在Nature在线发表题为“Anti-tumour immunity controlled through mRNA m6A methylation and YTHDF1 in dendritic cells”的研究论文，这项工作表明，与新出现的检查点抑制剂或DC疫苗相结合，YTHDF1可能成为免疫治疗的治疗靶点；【10】2019年2月8号，中国科学院植物研究所匡廷云团队在Science上在线发表了题为“Structural basis for blue-green light harvesting and energy dissipation in diatoms”的研究论文，该研究解析了三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）二聚体FCP的x射线晶体结构，分辨率为1.8，揭示了的每一种色素的配体结构和结合环境，为研究光捕获系统中单个色素的吸收特性、能量转移途径和动力学以及过剩能量耗散机制提供了基础;【11/12】2019年2月15日，原清华大学颜宁团队Science背靠背同期发表2篇论文，发表发表题为“Structures of human Nav1.7 channel in complex with auxiliary subunits and animal toxins”及“Molecular basis for pore blockade of human Na+ channel Nav1.2 by the μ-conotoxin KIIIA”，共同阐述离子通道结构；【13】2019年2月21日，国家生物医学分析中心李涛及张学敏共同通讯在Cell 在线发表题为“Acetylation Blocks cGAS Activity and Inhibits Self-DNA-Inced Autoimmunity”的研究论文，该论文揭示乙酰化抑制cGAS激活和阿司匹林直接乙酰化cGAS，同时抑制自我DNA诱导的自身免疫。另外，该研究发现Lys384，Lys394或Lys414上的cGAS乙酰化有助于保持cGAS无活性。重要的是，阿司匹林可直接促进cGAS乙酰化并有效抑制cGAS介导的免疫反应。最后，该文章证明阿司匹林可以有效抑制Aicardi-Goutières综合征（AGS）患者细胞和AGS小鼠模型中的自身DNA诱导的自身免疫。因此，乙酰化有助于cGAS活性调节，并为治疗DNA介导的自身免疫疾病提供了潜在的治疗方法；【14】2019年2月27日，北京生命组学研究所贺福初，复旦大学附属中山医院樊嘉，国家蛋白质科学中心钱小红在Nature共同通讯发表题为“Proteomics identifies new therapeutic targets of early-stage hepatocellular carcinoma”的研究论文，该研究使用蛋白质组学和磷酸蛋白质组学分析，发现110个与乙型肝炎病毒感染相关的临床早期肝细胞癌的成对肿瘤和非肿瘤组织。定量蛋白质组学数据突出了早期肝细胞癌的异质性：研究人员使用它来将该队列分层为亚型S-I，S-II和S-III，每种亚型具有不同的临床结果。本研究中提出的早期肝细胞癌的蛋白质组学分层，提供了对该癌症的肿瘤生物学的深入了解，并提出了针对它的个性化治疗的机会；【15】2019年2月27日，第三军医大学（陆军军医大学）卞修武，刘新东及清华大学董晨等人共同通讯在Nature发表题为“Genome-wide analysis identifies NR4A1 as a key mediator of T cell dysfunction”的研究论文，该论文使用小鼠体外T细胞耐受诱导系统，研究人员发现耐受性T细胞中的全基因组表观遗传和基因表达特征，并表明它们不同于效应和调节性T细胞。值得注意的是，转录因子NR4A1在耐受性T细胞中以高水平稳定表达。 NR4A1的过表达抑制效应T细胞分化，而NR4A1的缺失克服了T细胞耐受性并夸大了效应功能，以及增强对肿瘤和慢性病毒的免疫力。该研究将NR4A1鉴定为诱导T细胞功能障碍的关键一般调节因子，并且是肿瘤免疫疗法的潜在靶标；【16】中国科学技术大学薛天，初宝进及马萨诸塞大学医学院Han Gang共同通讯在Cell 在线发表题为“Mammalian Near-Infrared Image Vision through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae”的研究论文，该研究开发了可注射眼球注射光感受器的上转换纳米粒子（pbUCNPs）。这些纳米颗粒锚定在视网膜光感受器上作为微型NIR光传感器，以产生具有可忽略的副作用的NIR光图像视觉。这种新方法将为各种新兴的生物集成纳米器件设计和应用提供无与伦比的机会。这一概念验证研究应指导未来的研究，以扩展人类和非人类视觉，而无需任何外部设备或遗传操作。赋予具有近红外视觉能力的哺乳动物也可以为重要的民用和军用应用铺平道路；【17】哈佛医学院吴皓，James J. Chou及浙江大学陈枢青共同通讯在Cell发表题为“Higher-Order Clustering of the Transmembrane Anchor of DR5 Drives Signaling”的研究论文，该论文报告了一个意外的发现，对于死亡受体5（DR5），肿瘤坏死因子受体超家族中的受体，受体中单独的跨膜螺旋（TMH）直接组装高阶结构以驱动信号传导，并且这种结构未被束缚的胞外域抑制。该研究提供了新的机会和独特的观点来调节这些受体的信号转导，这些数据可用于疾病治疗，包括癌症免疫疗法；【18】中国科学院灵长类神经生物学重点实验室杨辉研究组,上海生科院李亦学及斯坦福大学Lars M. Steinmetz等人在Science发表题为“Cytosine base editor generates substantial off-target single-nucleotide variants in mouse embryos”的研究论文，该研究建立了一种被命名为GOTI（Genome-wide Off-target analysis by Two-cell embryo Injection）的新型脱靶检测技术，并使用该技术发现: 近年来兴起的单碱基编辑技术有可能导致大量无法预测的脱靶，因而存在严重的安全风险。此研究显著提高了基因编辑技术脱靶检测的敏感性，并且可以在不借助于任何脱靶位点预测技术的情况下发现之前的脱靶检测手段无法发现的完全随机的脱靶位点，为基因编辑工具的安全性评估带来了突破性的新工具，有望成为新的行业检测标准；【19】中科院遗传所高彩霞团队在Science发表题为“Cytosine, but not adenine, base editors ince genome-wide off-target mutations in rice”的研究论文，该论文对水稻（一种重要的作物物种）中BE3，HF1-BE3和ABE的全基因组脱靶突变进行了全面调查。该研究发现BE3和HF1-BE3而非ABE诱导大量全基因组脱靶突变， 主要是C→T型单核苷酸变体（SNV），并且在富含基因区域。 值得注意的是，在没有sgRNA的情况下用BE3或HF1-BE3处理水稻也导致全基因组SNV的增加。 因此，需要优化BE3或HF1-BE3的碱基编辑单元以获得高保真度；【20】2019年3月6日，清华大学江鹏团队在Nature在线发表题为“p53 regulation of ammonia metabolism through urea cycle controls polyamine biosynthesis”的研究论文，该论文报告肿瘤抑制因子p53，人类肿瘤中最常见的突变基因，通过抑制尿素循环来调节氨代谢。通过CPS1，OTC和ARG1的转录下调，p53在体外和体内抑制尿素生成和氨的消除，导致肿瘤生长的抑制。相反，这些基因的下调通过MDM2介导的机制相互激活p53。此外，氨的积累导致多胺生物合成速率限制酶ODC的mRNA翻译显著下降，从而抑制多胺的生物合成和细胞增殖。总之，这些发现将p53与尿素生成和氨代谢联系起来，并进一步揭示了氨在控制多胺生物合成和细胞增殖中的作用；【21】2019年3月13日，西湖大学周强团队（第一单位清华大学）在Nature在线发表题为“Structure of the human LAT1–4F2hc heteromeric amino acid transporter complex”的研究论文，该研究阐明了LAT1-4F2hc复合体的结构，并提供了对其功能及其可能与疾病相关的机制的见解；【22】2019年3月13日，美国希望之城贝克曼研究所陈建军，芝加哥大学何川，中山大学杨建华及辛辛那提儿童医院黄刚共同通讯在Nature在线发表题为“Histone H3 trimethylation at lysine 36 guides m6A RNA modification co-transcriptionally”的研究论文，该研究揭示了Lys36（H3K36me3）的组蛋白H3三甲基化【转录延伸的标记】，指导m6A的沉积过程；【23】2019年3月13日，清华大学陈柱成/李雪明团队在Nature在线发表题为的"Mechanism of DNA translocation underlying chromatin remodelling by Snf2"的研究论文，该研究解析了不同核苷酸状态下Snf2-核小体复合物的冷冻电镜结构，揭示了染色质重塑的机理；【24】2019年3月14日，施一公研究组在Cell 在线发表题为“Structures of the Catalytically Activated Yeast Spliceosome Reveal the Mechanism of Branching”的研究论文，该研究得到了酿酒酵母的两种不同前mRNA上组装了B *复合物，并确定了四种不同B *复合物的冷冻EM结构，总分辨率为2.9-3.8。 U2核小RNA（snRNA）和分支点序列（BPS）之间的双链离散地远离5个B *复合物中的5'-剪接位点（5'SS），其缺乏步骤I剪接因子Yju2和Cwc25。 将Yju2募集到活性位点使U2 / BPS双链体进入5'SS附近，BPS亲核试剂位于距催化金属M24处。 该分析揭示了Yju2和Cwc25在分支中的功能机制。 不同前mRNA上的这些结构揭示了在主要功能状态下剪接体的底物特异性构象。 这些构象状态的比较揭示了对支化反应的机理见解；【25】2019年3月14日，山东大学张亮然，Wang ShunXing及哈佛大学Nancy Kleckner共同通讯在Cell 发表题为“Per-Nucleus Crossover Covariation and Implications for Evolution”的研究论文，该论文确定了减数分裂重组的一个基本新特征：每核CO协变。 从三种哺乳动物，高等植物和真菌的文献中可以看出，这一特征在进化上是保守的。这些发现揭示了减数分裂过程的一个新特征，并提出了可能的适应性优势；【26】2019年3月21日，北京大学高宁与中国医学科学院病原生物学研究所金奇共同通讯在Cell在线发表题为“Cryo-EM Structure and Assembly of an Extracellular Contractile Injection System”的研究论文，该研究报告了来自P. asymbiotica的完整PVC的冷冻电子显微镜结构。这种超过10-MDa的蛋白装置类似于简化的T4噬菌体尾部，包含六个六角形基板复合物和一个带帽的117纳米鞘管。 PVC的一个显著特征是管和鞘蛋白的三种变体的存在，表明它们在进化过程中的功能特化。该研究为理解广泛使用的CIS的一般机制提供了框架，并为将其用作生物或治疗应用中的递送工具铺平了道路；其他学科【1】2019年1月9日，浙江大学陈红胜，新加坡南洋理工大学张柏乐及Gao Zheng共同通讯在Nature在线发表题为“Realization of a three-dimensional photonic topological insulator”的研究论文，该论文实验证明了一种具有极宽（超过25％带宽）3D拓扑带隙的3D光子拓扑绝缘体。使用直接场测量，研究人员绘制出有间隙的体带结构和光子表面态的狄拉克样色散，并展示沿非平面表面的稳健光子传播。该工作将3D拓扑绝缘体系列从费米子扩展到玻色子，并为三维几何中的拓扑光子腔，电路和激光器的应用铺平了道路；【2】2019年1月11日，伯明翰大学，深圳大学及宾西法尼亚州立大学的研究人员合作，在Science发表题为“Observation of chiral zero mode in inhomogeneous three-dimensional Weyl metamaterials”的研究论文，该研究研究人员设计了一种非均匀的Weyl超材料，在该材料中，通过对单个单元的工程，为Weyl节点产生一个规范场。实验证实了规范场的存在，并通过单向传播观测了零阶手性Landau能级。在不破坏时间反转对称性的情况下，我们的系统为设计三维光子Weyl系统中的人工磁场提供了一条途径，并可能在光子学中有潜在的应用前景；【3】2019年1月18日，南京大学汪民怀，浙江大学俞绍才等人在Science上发表了题为“Aerosol-driven droplet concentrations dominate coverage andwater of oceanic low level clouds”的文章，该研究表明气溶胶驱动的液滴浓度是主导海洋低层云的覆盖和水的重要因素；【4】2019年1月18日，中国科学技术大学潘建伟，赵博等人在在Science上发表了题为“Observation of magnetically tunable Feshbach resonances inultracold23Na40K+40K collisions”的研究论文，该研究表明在超低温下观察到的原子 - 分子Feshbach共振以极高的分辨率探测三体势能面有助于提高对超冷碰撞的理解（点击阅读）；【5】2019年1月18日，北京大学周欢萍等人在Science上发表了题为“A Eu3+-Eu2+ ion redox shuttle impartsoperational rability to Pb-I perovskite solar cells”的文章。该研究表明，铕离子对Eu3+-Eu2+充当“氧化还原梭”，它在周期性转变中同时氧化Pb0并减少I0缺陷，实现了21.52％（认证20.52％）的功率转换效率（PCE），并且具有显着改善的长期耐久性；【6】2019年1月31日，中国科学技术大学路军岭、韦世强、杨金龙等课题组密切合作在Nature在线发表题为“Atomically dispersed iron hydroxide anchored on Pt for preferential oxidation of CO in H2”的研究论文，该研究利用原子层沉积技术（ALD），首次设计出一种新型Fe1(OH)x-Pt单位点界面催化剂结构，并在低温高效去除氢气中微量CO制备高纯氢气方面取得突破性进展；【7】2019年2月15日，加利福尼亚大学洛杉矶分校Duan XiangFeng，黄昱及哈尔滨工业大学李惠共同通讯在Science上联合发表了题为“Double-negative-indexceramic aerogels for thermalsuperinsulation”的文章，该研究使用了三维石墨烯结构模板化陶瓷气凝胶，从而生产出机械稳定性极强的超绝缘材料（点击阅读）；【8】2019年2月15日，中国科学院测量与地球物理研究所倪四道研究团队在Science在线发表题为“Inferring Earth's discontinuous chemical layeringfrom the 660-kilometer boundary topography”的研究论文，该研究发现了非对称路径660千米间断面散射波震相，揭示了地幔410及660千米间断面的小尺度起伏特征，为地幔对流模式研究提供关键证据； 【9】2019年2月27日，中国科学院物理研究所方辰，翁红明共同通讯在Nature发表题为“Catalogue of topological electronic materials”的研究论文，该论文介绍了一种有效，高效和全自动的算法，可以诊断大部分非磁性材料中的非平凡带拓扑。该研究的算法是基于最近开发的占用带的对称表示和拓扑不变量之间的穷举映射。研究人员在水晶数据库中扫描了总共39,519种材料，发现其中多达8056种材料在拓扑上非常重要。所有结果均可在具有交互式用户界面的数据库中搜索；【10】2019年2月27日，南京大学万贤纲在Nature在线发表题为”Comprehensive search for topological materials using symmetry indicators“的研究论文，该论文将对称指示器的方法应用于所有230个可能空间群中的所有合适的非磁性化合物。数据库搜索显示了数以千计的候选拓扑材料，其中研究人员突出了241个拓扑绝缘体和142个拓扑结晶绝缘体，这些绝缘体具有明显的全带隙或相当大的直接间隙以及小的琐碎费米口袋。此外，研究人员列出了692个具有位于费米水平附近的带交叉点的拓扑半金属。这些候选材料开辟了在下一代电子设备中使用拓扑材料的可能性；【11】2019年2月27日，华盛顿大学Xu Xiaodong/香港大学Wang Yao共同通讯在Nature 在线发表题为“Signatures of moiré-trapped valley excitons in MoSe2/WSe2 heterobilayers”的研究论文，该研究报告了在二硒化钼（MoSe2）/二硒化钨（WSe2）异质层中捕获莫尔势的层间谷激子的实验证据。这些结果表明观察到的效应的起源是层间激子被捕获在光滑的莫尔势中，具有继承的谷对比物理学。这项工作提供了通过改变扭转角来控制二维莫尔光学的机会；【12】2019年2月28日，清华大学地球系统科学系、清华海峡研究院喻朝庆等在Nature在线发表题为“Managing nitrogen to restore water quality in China”的文章，该研究揭示了中国从1955年到2014年人类活动导致的氮流失量，建立了各省淡水环境氮容量的“安全”阈值；【13】2019年3月13日，南京大学戈惠明、谭仁祥和梁勇研究团队首次鉴定出能够催化[6+4]环加成反应的一类酶家族，相关成果“Enzyme-catalysed [6+4] cycloadditions in the biosynthesis of natural procts”在线发表在Nature杂志上。南京大学助理研究员张博博士以及博士研究生王凯标、王文和汪欣为该论文共同第一作者。戈惠明、谭仁祥、梁勇以及加州大学洛杉矶分校的Kendall N. Houk教授为共同通讯作者；【14】2019年3月15日，南昌大学/东南大学熊仁根团队在Science在线发表题为“A molecular perovskite solid solution with piezoelectricity stronger than lead zirconate titanate”的研究论文，该研究从分子钙钛矿（TMFM）x（TMCM）1-xCdCl3固溶体（TMFM，三甲基氟甲基铵; TMCM，三甲基氯甲基铵，0≤x≤1）合成压电材料，其中MPB存在于单斜相和六方相之间。另外，还发现了一种压电系数d33为每牛顿约1540皮克库的组合物，与高性能压电陶瓷相当。 该材料具有可穿戴压电器件的潜在应用。iNature发现，该文章的第一通讯单位是南昌大学，这是南昌大学首次以第一通讯单位在Science发表重要研究成果，具有突破性的意义；【15】2019年3月20日，中国人民大学物理学系雷和畅，中科院物理所孙煜杰及钱天共同通讯在Nature 在线发表题为“Observation of unconventional chiral fermions with long Fermi arcs in CoSi”的研究论文，该研究通过使用角分辨光电子能谱，揭示了两种类型的非常规手性费米子 - 自旋-1和电荷-2费米子 - 在CoSi中费米能级附近的带交叉点；【16】2019年3月22日，西北大学早期生命与环境创新研究团队张兴亮团队在Science在线发表题为“The Qingjiang biota—A Burgess Shale–type fossil Lagersttte from the early Cambrian of South China”的研究论文，首次在国际上公布了该团队在中国宜昌长阳地区清江与丹江河的交汇处，发现了距今5.18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库，并命名为“清江生物群”。这是进化古生物学界又一突破性发现；【17】2019年3月27日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心李昺作为通讯在Nature 在线发表题为”Colossal barocaloric effects in plastic crystals“的研究论文，该论文报告了一类称为塑料晶体的无序固体中的巨大热量效应（CBCE）（热量效应是压力诱导的相变的冷却效应）。所获得的代表性塑料晶体新戊二醇的熵变化在室温附近为389J/Kg/K（目前主要材料的热量效应是几焦耳/千克/开尔文熵变化的特征）。压力相关的中子散射测量表明，塑料晶体中的CBCE可归因于这些材料的广泛分子取向紊乱，巨大可压缩性和高度非谐振晶格动力学的组合。该研究确立了CBCE在塑料晶体中的微观机制，为下一代固态制冷技术铺平了道路；【18】中国科学技术大学傅尧和尚睿研究团队长期致力于发展生物质来源的有机羧酸脱羧转化领域的研究。基于绿色催化的理念，该团队首次提出了基于可见光激发的分子间电荷转移用于光氧化还原催化的新概念，发现了一种简单易得、高效环保的非金属阴离子复合物光催化体系，成功实现了温和条件的脱羧偶联反应，突破了传统反应需要贵金属光催化剂或有机染料的限制。研究成果以“Photocatalytic decarboxylative alkylations mediated by triphenylphosphine and sodium iodide”为题，于2019年3月29日以研究长文的形式在线发表在国际权威期刊Science上。来源：iNature