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2015年科学和自然刊发植物生物学论文盘点 科学（17篇） 1. 发现在根分生组织起始过程中起作用的关键基因（NTT及其同源基因），其正常表达决定了根分生组织远端干细胞的命运，错位表达将使根中的其它干细胞转变为远端干细胞。 Genetic control of distal stem cell fate within root and embryonic meristems. 347 (6222): 655-659, February 2015. 2. 揭示了植物内源基因，尤其是蛋白编码基因，如何避免遭受细胞内重要的免疫机制转录后基因沉默系统的攻击。 Suppression of endogenous gene silencing by bidirectional cytoplasmic RNA decay in Arabidopsis. 348 (6230): 120-123, April 2015. 3. 高等植物光系统I（PSI）光合膜蛋白超分子复合物2.8 的高分辨率晶体结构 。 Structural basis for energy transfer pathways in the plant PSI-LHCI supercomplex. 348 (6238): 989-995, May 2015. 4. 通过比较两种玫瑰栽培品种Papa Meilland与Rogue Meilland的转录组，发现玫瑰的芬芳是由RhNUDX1酶（花瓣细胞的胞质中起作用）催化的。 Biosynthesis of monoterpene scent compounds in roses. 349 (6243): 81-83, July 2015. 5. 揭示出人们长期探索的一个基因STORR(只存在于产生吗啡喃类的罂粟物种中)，是合成吗啡类生物碱（包括止痛药吗啡和可卡因）关键步骤的基因。这一重要发现可以让药物化学家们更容易地生成副作用及成瘾性较小的新药物，但同时将使得毒贩子能够轻易地制造出海洛因。 Morphinan biosynthesis in opium poppy requires a P450-oxidoreductase fusion protein. 349 (6245):309-312, July 2015. 6. 寄生植物的进化过程中，烟雾探测器基因(KAI2)发生了复制，一些拷贝转变成为了独脚金内酯探测器(D14)。这一关键转变使得寄生植物能够识别并攻击附近的宿主。 Convergent evolution of strigolactone perception enabled host detection in parasitic plants. 349 (6247):540-543, July 2015. 7. 拟南芥防御激素水杨酸（salicylic acid）引导其根内部及周围的微生物群落生长，提高了一些微生物的丰度，并降低或是消除了另一些微生物。 Salicylic acid modulates colonization of the root microbiome by specific bacterial taxa. 349 (6250):860-864, August 2015. 8. 开发出一种荧光探针Yoshimulactone Green (YLG)。YLG能激活独角金内酯信号，指示独角金内酯受体的信号感知活动，因此有助于阐明控制独角金内酯感染和传播的手段 Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence. 349 (6250): 864-868, August 2015. 9. 发现了“吃炸药”的植物：拟南芥突变体mdhar6缺乏一个特定的酶单脱氢抗坏血酸还原酶6（MDHAR6）。MDHAR6会还原TNT上的一个硝基，以产生一个硝基自由基，硝基自由基与空气中的氧气发生反应，产生能损害细胞结构的反应性毒性氧化合物，结果线粒体受损，这对植物是致命的。缺乏这种酶的植株可以用来吸收受污染场地的TNT，并储存在它们的根部，从而有效地从环境中清除TNT。 Monodehydroascorbate reductase mediates TNT toxicity in plants. 349 (6252): 1072-1075, September 2015. 10. 从常见植物八角莲（mayapple，又叫盾叶鬼臼）中获得一种常见癌症药物依托泊苷（etoposide），而这种药物之前只能从一种濒危植物中提取，这项工作为这种抗肿瘤药物的稳定供应提供了新的希望，也使得科学家们能够对这种药物进行进一步改造从而使其变得更加安全有效。 Six enzymes from mayapple that complete the biosynthetic pathway to the etoposide aglycone. 349 (6253):1224-1228, September 2015. 11. 内膜系统的胞内流动伴随着纤维素酶复合体的密度增加和速率提高，促使次生细胞壁的纤维素快速合成。 Visualization of cellulose synthases in Arabidopsis secondary cell walls. 350 (6257):198-203, October 2015. 12. 解析了独脚金内独脚金内酯高敏感受体的结构。 Structure-function analysis identifies highly sensitive strigolactone receptors in Striga. 350 (6257):203-207, October 2015. 13. SHORT-ROOT和SCARECROW两个因子指导了根中干细胞分化过程，进一步发现该过程还需要的另一个重要因子BIRDs的参与，在根的发育过程中，BIRDs可能帮助SHORT-ROOT进入根的正确层面，以发挥其作用。 Transcriptional control of tissue formation throughout root development. 350 (6259):426-430, October 2015. 14. 揭示了植物在光合作用的过程中是如何维持一个“洁净的作坊”的。叶绿体在将光转变为植物可用的能源时起着重要的作用，但当这些产能发电厂受到损害时，它们会释放有害物质。在检测到损坏时，信号会被发送给与叶绿体功能和应急适应有关的基因E3泛素连接酶PUB4。因此，PUB4在发出叶绿体降解的信号中扮演着一个直接的作用，即叶绿体品质管控中起着一种选择性的作用。 Ubiquitin facilitates a quality-control pathway that removes damaged chloroplasts. 350 (6259):450-454, October 2015. 15. 自花授粉或“自交”对植物可能是有害的，会造成近亲繁殖和不健康的后代，该研究通过转基因手段培育出一种植物，会拒绝自己的花粉或近亲种的花粉：在自花授粉植物拟南芥中转入来自虞美人的两个基因（PrsS 、PrpS）， 使其自交不亲和，从而使受体植物能够识别和拒绝自身花粉，同时允许杂交授粉。自花授粉植物到自交不亲和植物的这种转换，一直是植物自交不亲和研究的一个长 期目标。这一突破性的研究成果，可以更低的成本、更快地培育更有适应性的农作物，是追求安全和充足粮食供应的一种新方法。 The Papaver rhoeas S determinants confer self-incompatibility to Arabidopsis thaliana in planta. 350 (6261):684-687, November 2015. 16. 破译了介导黄瓜性别决定的分子机制：ACS11编码乙烯合成过程中的限速酶，控制了雌花的发育。当ACS11正确表达时，也就是乙烯是在正确的位置产生时，会发育成雌花；ACS11功能缺失突变体中，正在发育的花芽中乙烯水平较低，因而产生雄花而不是雌花。 A cucurbit androecy gene reveals how unisexual flowers develop and dioecy emerges. 350 (6261):688-691, November 2015. 17. 陆地植物吸收磷主要通过共生的丛枝菌根真菌（AMF）进行，DWARF 14 LIKE在水稻与AMF的共生关系中起重要作用，缺失DWARF 14 LIKE的水稻突变体hebiba丧失了这种共生关系。 Rice perception of symbiotic arbuscular mycorrhizal fungi requires the karrikin receptor complex. 350 (6267):1521-1524, December 2015. 自然（18篇） 1. HAIRY MERISTEM (HAM)家族的转录调控因子作为WUS/WOX的辅因子，一起在促进植物茎的干细胞分裂过程中发挥作用。 Control of plant stem cell function by conserved interacting transcriptional regulators. 517 (7534):377-380, January 2015. 2. 克隆了拟南芥中与纤维素、半纤维素以及木质素生成相关的50个基因，筛查了它们与460多个转录因子的相互作用，阐述了基因调控网络在次生细胞壁合成中的作用。 An Arabidopsis gene regulatory network for secondary cell wall synthesis. 517 (7536 ):571-575, January 2015. 3. 开发了植物脱落酸受体的新变体，使其被双炔酰菌胺而非ABA激活。喷洒双炔酰菌胺时可以为植物成功地打开脱落酸途径，关闭叶片气孔防止水分流失，经受干旱条件（注：农业化学药品双炔酰菌胺被广泛应用于农业生产，控制水果和蔬菜作物晚疫病；ABA在农业上可以帮助植物在旱期生存，但ABA生产成本高，在植物细胞中会快速失活以及具有光敏性，因此未能直接用于农业）。 Agrochemical control of plant water use using engineered abscisic acid receptors. 520 (7548):545-548, April 2015. 4. LIMYB将免疫受体LRR-RLK的激活与LRR-RLK引起的翻译抑制联系起来，是植物抗病毒免疫的重要机制。 NIK1-mediated translation suppression functions as a plant antiviral immunity mechanism. 520 (7549):679-682, April 2015. 5. 病原菌分泌的蛋白酶激活一条新的植物免疫途径蛋白酶-G蛋白-RACK1-MAPK信号级联通路，其中RACK1作为脚手架将上游的G蛋白与下游的MAPK通路联系起来。 Pathogen-secreted proteases activate a novel plant immune pathway. 521 (7551):213-216, May 2015. 6. 气孔发育过程中的两种信号传导肽，即Stomagen (正调控因子)和EPF2 (负调控因子)，利用同一受体激酶ERECTA来微调气孔发育。这两种肽都以相似的亲和性与ERECTA及其共受体TMM结合，因而为了和受体结合而相互竞争。 Competitive binding of antagonistic peptides fine-tunes stomatal patterning. 522 (7557):439-443, June 2015. 7. 揭示了豆类植物区分有益细菌和有害细菌的分子机理。豆科植物是根据入侵细胞表面上的胞外多糖来辨别细菌的属性，该研究确定了第一个已知的植物上胞外多糖受体的基因，称为Epr3。他们发现由Epr3基因编码的一种膜受体激酶可以直接与胞外多糖结合，并调节有益细菌通过植物表皮细胞层的通道。 Receptor-mediated exopolysaccharide perception controls bacterial infection. 523 (7560):308-312, July 2015. 8. 植物的氧化还原节律通过生物钟参与调控植物的免疫反应。在植物和在其他很多真核生物中，生物钟不仅通过影响基因转录，而且通过改变生物的氧化还原状态来确保生物每天有节奏地波动。核心免疫调控因子NPR1独立于病原感染来感应植物的氧化还原状态并调控早上及晚上的核心生物钟基因的转录。 Redox rhythm reinforces the circadian clock to gate immune response. 523 (7561):472-476, July 2015. 9. 杂合现象是指生物体内来自双亲的两套同源染色体存在一定差异的现象，是杂种优势形成的主要原因。该研究揭示双亲染色体之间的差异可能有着潜在的促进突变的作用。 Parent-progeny sequencing indicates higher mutation rates in heterozygotes. 523 (7561):463-467, July 2015. 10. 通过向传统水稻品种中导入大麦转录因子SUSIBA2的编码基因，培育出一种籽粒和茎中生物量和淀粉含量更高，甲烷排放量降低，根际产甲烷菌的水平也有所降低的水稻。这种“高淀粉低甲烷”水稻有可能为应对全球温度升高导致的甲烷含量增加提供一个可持续的手段。 Expression of barley SUSIBA2 transcription factor yields high-starch low-methane rice. 523 (7562):602-606, July 2015. 11. 揭示了植物重要肽类激素PSK的识别和受体激活的分子机理。 Allosteric receptor activation by the plant peptide hormone phytosulfokine. 525 (7568):265-268, September 2015. 12. 在原子水平上揭示出了植物防御机制的分子秘密。重点研究了植物激素茉莉酸及它与三个关键蛋白（MYC、JAZ和MED25）的相互作用，研究结果有可能帮助科学家们开发出能够更好地抵御害虫、疾病和气候变化的作物。 Structural basis of JAZ repression of MYC transcription factors in jasmonate signalling. 525 (7568):269-273, September 2015. 13. 揭示了一条不同于经典的植物抗毒素camalexin的途径吲哚代谢途径，该途径在拟南芥防御病原菌中起重要作用。 A new cyanogenic metabolite in Arabidopsis required for inducible pathogen defense. 525 (7569):376-379, September 2015. 14. Karma转座子甲基化的缺失是油棕榈包被体细胞变异的基础。油棕榈果实的包被畸形是一种体细胞变异，会造成棕榈油的严重减产。通过分析油棕榈的全基因组甲基化发现，在所有包被无性系中，一个嵌入同源异型基因内含子的Karma家族反转座子存在广泛的低甲基化现象，这和基因转录本的异常剪接和终止相关，因此Karma逆转座子甲基化的缺失可用于预测棕榈油的产量损失。 Loss of Karma transposon methylation underlies the mantled somaclonal variant of oil palm. 525 (7570):533-537, September 2015. 15. 真核生物SWEET转运蛋白的同源三聚体结构解析。 Structure of a eukaryotic SWEET transporter in a homotrimeric complex. 527 (7577):259-263, November 2015. 16. 采用PacBio RS II测序系统以72X覆盖度分析了这一植物245 Mb的基因组。序列组装达到99.99995%的精度，包括了端粒和着丝粒序列、长末端重复序列反转录转座子、串联重复基因，和其它难于组装的基因组元件。这一研究帮助科学家们确定了耐旱草类Oropetium thomaeum极端耐旱背后的生物学机制，可应用于未来的作物改良中。 Single-molecule sequencing of the desiccation-tolerant grass Oropetium thomaeum. 527 (7579):508-511, November 2015. 17. 土壤习居菌Fusarium oxysporum在寄主植物西红柿根系的生长是由一个过氧化酶的催化活性所引发，该研究揭示了根系共生菌的向化性保守机制。 Fungal pathogen uses sex pheromone receptor for chemotropic sensing of host plant signals. 527 (7579):521-524, November 2015. 18. 培养出超过一半的拟南芥叶片和根中发现的细菌，通过培养的这400多种细菌，研究人员现在可以在实验室重建拟南芥根和叶中的微生物组。 Functional overlap of the Arabidopsis leaf and root microbiota. 528 (7582):364369, December 2015. （如有遗漏，请谅！）