前几日，我们汇总了2019年Cell上发表的植物相关的论文（点击查看：）。今天汇总2019年在Nature上发表的与植物有关的工作。2019年Nature共发表16篇与植物相关的文章，其中我国科学家主导完成多项研究，分别在植物盐受体，生长素信号传导，睡莲进化，植物受体激酶识别配体的分子机制，维生素C参与真核生物的DNA修饰等方面取得了突破性进展。16篇论文简介如下：
睡莲基因组揭示早期开花植物的进化特征
2019年12月，福建农林大学 张亮生课题组在 Nature 在线发表了题为 The water lily genome and the early evolution of flowering plants 的研究论文。张亮生与合作者获得了蓝星睡莲的高质量基因组。由于睡莲独特的进化位置，其基因组与转录组结果展示了早期被子植物的进化特点和特征；同时解析了睡莲的花器官发育和花香花色调控基因，对园艺植物分子育种等应用具有重要参考价值。
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1852-5.pdf
新的转录因子RGF1通过ROS信号调控根的发育！
2019年12月，美国杜克大学 （Duke University） Philip Benfey教授实验室在 Nature发表了一篇题为 RGF1 controls root meristem size through ROS signalling 的研究论文，揭示了RGF1启动的下游级联信号通过ROS信号调控根分生组织大小的分子机制。该研究还鉴定到一个新的转录因子RITF1 （RGF1-INDUCIBLE TRANSCRIPTION FACTOR 1 ) ，其介导RGF1信号，把RGF1和ROS信号联系起来，调控根的发育。
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https://www.nature.com/articles/s41586-019-1819-6
1124种植物转录组测序解密绿色植物的进化
一个由近200名植物科学家组成的国际联盟公布了1100多种植物的转录组测序，这是一个为期9年的研究项目—— One Thousand Plant Transcriptomes Initiative （1KP） 。1KP是一个全球性的合作项目，旨在研究植物物种、基因和基因组的多样性，这些多样性跨越了从开花植物和绿藻的祖先开始的超过10亿年的绿色植物历史。该项目由加拿大阿尔伯塔大学教授 Gane Ka-Shu Wong于2008年11月发起。作为1KP项目的一部分，现已完成了1124种植物的转录组测序及分析工作2019年10月，相关内容以 One thousand plant transcriptomes and the phylogenomics of green plants 为题发表在 Nature上。该研究结果为10亿年的绿色植物进化提供了一个强有力的系统基因组框架。
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https://www.nature.com/articles/s41586-019-1693-2
叶绿素合成关键酶的三维晶体结构
2019年10月，Nature 在线发表了中国农业科学院生物技术研究所联合国内外相关单位共同完成的题为Structural basis for enzymatic photocatalysis in chlorophyll biosynthesis的研究论文。该研究首次解析了叶绿素生物合成关键酶--光依赖型原叶绿素酸酯氧化还原酶（LPOR）的三维晶体结构，揭开了光合作用终极能量来源的生物学转化“阀门”真实结构，阐明了光驱动酶的结构学基础和光依赖型还原酶的动力学机制。
https://www.nature.xilesou.top/articles/s41586-019-1685-2
稻瘟病菌侵染新机制
2019年10月，英国University of Exeter的 Nicholas J. Talbot研究组在 Nature发表了题为 A sensor kinase controls turgor-driven plant infection by the rice blast fungus 的研究论文。该研究鉴定到稻瘟病菌侵染过程中位于附着胞的一个膨压感受器——组氨酸-天冬氨酸激酶 （histidine–aspartate kinase, Sln1） 。该研究表明膨压介导的稻瘟病菌的侵染是由激酶感受器Sln1调控的。当感知到阈值范围内的膨压后，Sln1调控黑色素的生物合成和甘油的生成，之后Sln1通过Pkc1依赖性的细胞完整性途径发挥作用，激活Nox2-NoxR NADPH氧化酶或调控PKA途径，从而共同调节附着胞膨压和入侵栓形成以完成侵染。
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https://www.nature.com/articles/s41586-019-1637-x
首次发现植物盐受体
2019年7月，深圳大学生命与海洋科学学院和美国杜克大学的联合研究团队在 Nature以长文形式发表了题为 Plant cell-surface GIPC sphingolipids sense salt to trigger Ca2+ influx 的研究论文，报道了植物盐受体的突破性研究成果。该研究首次发现了植物盐受体GIPC，并揭示了其作用机制。该研究从寻找植物细胞感知盐胁迫的受体基因出发，解码了植物感应盐胁迫信号的分子机理，对进一步揭示植物适应全球环境变化的生理生态效应及分子机制具有重大的理论意义，同时也对培育抗盐农作物有极其广泛的应用前景。
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www.nature.com/articles/s41586-019-1449-z
植物免疫早期钙信号传导机制
2019年7月，加州大学伯克利分校 （University of California at Berkeley） 栾升教授团队及首都师范大学 李乐攻教授团队在 Nature在线发表了题为 A calmodulin-gated calcium channel links pathogen patterns to plant immunity 的论文，报道了拟南芥PTI免疫过程中的早期钙信号传导机制。拟南芥CNGC2和CNGC4组合能形成有活性的钙离子通道，在正常状态下此通道由钙调蛋白阻断；当病原菌侵害时，此复合物被上游激酶BIK1磷酸化而激活，引起细胞内钙离子浓度的增加。
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https://doi.org/10.1038/s41586-019-1413-y
植物受体激酶FER识别配体RALF的分子机制
2019年7月，清华大学生命学院 柴继杰课题组与英国The Sainsbury Laboratory的 Cyril Zipfel课题组合作在 Nature发表了题为 Mechanisms of RALF peptide perception by a heterotypic receptor complex 的研究论文。该研究揭示了植物多肽RALF被CrRLK1L型受体激酶与膜锚定GPI蛋白异型受体复合物识别的分子机制，为植物相关受体激酶以及GPI膜锚定蛋白的结构功能研究提供了全新的范式。
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https://doi.org/10.1038/s41586-019-1409-7
氧气调控茎尖分生组织活性的新机制
2019年5月，德国亚琛工业大学生物研究所 Joost van Dongen研究团队与意大利比萨大学生物系 Francesco Licausi研究团队在 Nature上发表了题为 An apical hypoxic niche sets the pace of shoot meristem activity 的研究论文。该研究通过遗传报告基因、生化以及体内氧测量等方法发现了植物茎尖分生组织处于低氧微环境中，低氧环境决定了顶端茎分生组织的活性，是叶序发育不能缺少的条件；并揭示了氧气 （O2） 作为扩散性信号分子通过N端降解依赖 （N-degron，决定蛋白发生降解的N端序列要素） 蛋白降解途径识别靶蛋白调控下游转录因子从而调节植物发育的分子机制。
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https://www.nature.com/articles/s41586-019-1203-6
维生素C参与真核生物的DNA修饰
2019年5月，Nature期刊在线发表了由我国科研人员徐国良、唐惠儒与黄开耀共同指导、中科院与复旦大学等多个单位协作完成的题为A vitamin C-derived DNA modification catalysed by an algal TET homologue的研究成果。该工作发现，在研究光合作用和纤毛的真核单细胞模式生物——莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）中，TET同源蛋白可以将维生素C的半个分子的碳基骨架转移到DNA上，从而产生一种全新的DNA表观修饰。
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https://www.nature.com/articles/s41586-019-1160-0
相分离在RNA 3’末端加工过程中的重要作用
2019年5月，英国 John Innes Centre的 Caroline Dean研究组与清华大学 李丕龙研究组合作在 Nature杂志发表了题为 Arabidopsis FLL2 promotes liquid-liquid phase separation of polyadenylation complexes 的研究论文。该研究发现，拟南芥coiled-coil蛋白FLL2介导RNA 3’末端加工因子的相分离，从而促进特定基因的3’末端形成。该研究揭示了RNA3’末端加工的新机制，并首次发现coiled coil蛋白在液-液相分离中起重要作用，加深了我们对相分离机制的理解。
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https://doi.org/10.1038/s41586-019-1165-8
生长素领域新突破！
2019年4月， Nature 杂志在线发表了原中国科学院分子植物卓越中心上海植物逆境生物学研究中心 徐通达研究员 （现福建农林大学海峡联合研究院园艺中心教授） 课题组完成的题为 TMK1-mediated auxin signalling regulates differential growth of the apical hook 的研究论文，报道了植物类受体蛋白激酶Transmembrane Kinase 1 （TMK1） 介导的生长素信号途径调控植物差异性生长的分子机制，揭示了一种新的生长素信号感知和传递机制。
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https://www.nature.com/articles/s41586-019-1069-7 发现无光合作用但能产生叶绿素的生物
2019年4月，加拿大不列颠哥伦比亚大学 （University of British Columbia） 的研究团队与合作者在Nature发表了题为 A widespread coral-infecting apicomplexan with chlorophyll biosynthesis genes 的论文，报道了一类广泛存在于珊瑚的apicomplexans，研究人员将其命名为‘corallicolid’，并发现其可以产生叶绿素，但是不能进行光合作用。
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https://www.nature.com/articles/s41586-019-1072-z
植物防御真菌侵染的新机制
2019年1月，德国马普所的研究人员与合作者在 Nature上在线发表了题为 A kiwellin disarms the metabolic activity of a secreted fungal virulence factor 的研究论文，揭示了一种玉米kiwellin蛋白通过抑制分支酸变位酶Cmu1活性阻止真菌侵染的机制。该研究解析了Cmu1的晶体结构，并发现Cmu1的互作蛋白ZmKWL1 （kiwellin蛋白家族） 能使玉米免受U. maydis 的侵染。通过对Cmu1–ZmKWL1复合体进行解析，发现ZmKWL1以两个单体形式与Cmu1的同源二聚体的活性位点相结合，进而解除Cmu1对植物代谢途径的重编程，阻止真菌侵染，从而保护植物正常生长发育。
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https://www.nature.com/articles/s41586-018-0857-9
维管形成层干细胞及其组织中心的重大发现
赫尔辛基大学生物技术所Mhnen实验室和剑桥大学Helariutta实验室利用拟南芥根为模式材料对维管形成层进行了研究，2019年1月，两个实验室背靠背在Nature（Smetana et al., 2019; Miyashima et al., 2019）分别发表了题为High levels of auxin signalling define the stem-cell organizer of the vascular cambium 和 Mobile PEAR transcription factors integrate positional cues to prime cambial growth的研究论文，发现了关于维管形成层干细胞及其组织中心的重大发现，极大地促进了我们对这种分生组织的了解。
https://www.nature.xilesou.top/articles/s41586-018-0837-0
https://www.nature.xilesou.top/articles/s41586-018-0839-y
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