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| 1 | 中国水稻遗传学研究进展与分子设计育种显示文摘我国是一个农业大国,水稻是保障我国粮食安全和实现农业可持续发展的主粮作物.经过几十年的努力,我国科学家在水稻遗传学和功能基因组学领域取得了瞩目的成就,特别是在水稻复杂农艺性状基因解析方面取得了一系列重要的原创性研究成果,开创了以水稻为模式作物研究复杂性状基因调控网络的新领域.随着水稻功能基因组学的发展,我国科学家率先践行了分子设计育种理念,为培育高产、优质、抗逆、营养高效利用的'绿色超级稻'提供了有效的策略,对于确保我国粮食安全具有重要的意义. | 郭韬 余泓 邱杰 李家洋 韩斌 林鸿宣 | 2019 | 中国科学:生命科学2019，49，10： | 69 |
| 2 | 植物氮磷钾养分高效利用研究现状与展望显示文摘氮、磷、钾是植物生长发育所必需的大量营养元素.植物主要通过两种途径获取营养:第一种是植物根系直接从土壤吸收营养,称为直接营养吸收途径.植物感知土壤中的氮、磷、钾浓度后,通过调节离子通道或转运体,从而介导营养元素的吸收;第二种是植物通过与微生物共生从环境中获取营养,称为间接营养吸收途径,其中根瘤共生和丛枝菌根共生是植物从环境高效获得营养的重要途径.本文总结了国内外近几年在植物氮磷钾信号感知、吸收和转运研究中所取得的重要进展,剖析了相关领域未来发展趋势和面临的主要问题,并对未来15年植物营养研究的重点进行了展望,为培育养分高效利用作物新品种、保障国家农业可持续发展和粮食安全提供技术支撑. | 储成才 王毅 王二涛 | 2021 | 中国科学:生命科学2021，51，10： | 42 |
| 3 | 植物E3泛素连接酶的分类与功能显示文摘蛋白质泛素化作为一种重要的翻译后修饰,通过介导特定蛋白质的降解,广泛地参与到植物生长发育、胁迫响应、信号转导等一系列生命活动过程中,在植物的生命周期中具有重要意义。E3泛素连接酶能够特异性地识别靶蛋白,在泛素化途径中起决定性作用。因此,研究植物E3泛素连接酶的功能及其作用机理具有重要的意义。该文介绍了目前E3泛素连接酶分类与功能方面的研究进展,为深入探讨E3泛素连接酶在植物生命活动过程中的调控机制提供借鉴。 | 田爱梅 于晖 曹家树 | 2020 | 中国细胞生物学学报2020，42，5： | 8 |
| 4 | 植物磷匮乏下的根系、代谢和分子响应研究进展显示文摘磷是植物正常生长发育所必需的大量元素之一。由于多数土壤条件下可获得的有效磷不足,因此土壤中的磷会影响作物产量潜力的表现。了解植物对低磷胁迫或磷匮乏的响应机制是至关重要的,相关研究已经取得一系列的进展。本文回顾了植物磷匮乏条件下根系统的响应,因为外部土壤中磷的供应状态会影响根构型,评述了植物激素和磷酸酶对磷匮乏的响应,并聚焦植物适应磷匮乏的分子机制,重点总结了植物体内磷转运蛋白基因、含SPX结构蛋白基因、转录因子基因以及microRNA在植物磷匮乏中的响应。本研究可为通过培育磷高效利用作物品种来提高磷吸收和利用提供最新的发现和途径。 | 惠乾龙 叶文彬 郭晋隆 袁照年 许莉萍 | 2021 | 中国糖料2021，43，3： | 6 |
| 5 | Modulation of nitrate-induced phosphate response by the MYB transcription factor RLI1/HINGE1 in the nucleus显示文摘The coordinated utilization of nitrogen(N)and phosphorus(P)is vital for plants to maintain nutrient balance and achieve optimal growth.Previously,we revealed a mechanism by which nitrate induces genes for phosphate utilization;this mechanism depends on NRT1.1B-facilitated degradation of cytoplasmic SPX4,which in turn promotes cytoplasmic-nuclear shuttling of PHR2,the central transcription factor of phosphate signaling,and triggers the nitrate-induced phosphate response(NIPR)and N-P coordinated utilization in rice.In this study,we unveiled a fine-tuning mechanism of NIPR in the nucleus regulated by Highly Induced by Nitrate Gene 1(HINGE1,also known as RLI1),a MYB-transcription factor closely related to PHR2.RLI1/HINGE1,which is transcriptionally activated by PHR2 under nitrate induction,can directly activate the expression of phosphate starvation-induced genes.More importantly,RLI1/HINGE1 competes with PHR2 for binding to its repressor proteins in the nucleus(SPX proteins),and consequently releases PHR2 to further enhance phosphate response.Therefore,RLI1/HINGE1 amplifies the phosphate response in the nucleus downstream of the cytoplasmic SPX4-PHR2 cascade,thereby enabling fine-tuning of N-P balance when nitrate supply is sufficient. | Zhihua Zhang Zhao Li Wei Wang Zhimin Jiang Liping Guo Xiaohan Wang Yangwen Qian Xiahe Huang Yongqiang Liu Xiujie Liu Yahong Liu Aifu Li Yu Yan Junpeng Xie Shouyun Cao Stanislav Kopriva Legong Li Fanjiang Kong Baohui Liu Yingchun Wang Bin Hu Chengcai Chu | 2021 | Molecular Plant2021，14，3： | 4 |
| 6 | 植物磷稳态的调控机制显示文摘磷是植物必需的重要营养元素之一,是生物大分子的重要组成部分,在植物生命过程中发挥着不可或缺的作用。维持体内磷稳态对于植物的生长发育和环境应答至关重要。多种信号分子参与调控植物对磷的吸收和转运。植物维持磷稳态主要包括土壤磷的活化、磷的吸收、转运、存储和再利用等过程,涉及磷胁迫响应、转录因子调节、miRNA调节、菌根共生、细胞器间转移等磷调节机制。未来的磷营养机制研究需要跨学科知识的融合,由模式植物研究转向栽培作物。全面总结了植物细胞磷吸收和转运的核心分子及其作用机制的研究进展,旨在为作物品种改良和遗传育种提供重要借鉴。 | 刘潮 褚洪龙 吴丽芳 唐利洲 韩利红 | 2022 | 生物技术通报2022，38，2： | 3 |
| 7 | Arsenite provides a selective signal that coordinates arsenate uptake and detoxification through the regulation of PHR1 stability in Arabidopsis显示文摘In nature,plants acquire nutrients from soils to sustain growth,and at the same time,they need to avoid the uptake of toxic compounds and/or possess tolerance systems to cope with them.This is particularly challenging when the toxic compound and the nutrient are chemically similar,as in the case of phosphate and arsenate.In this study,we demonstrated that regulatory elements of the phosphate starvation response(PSR)coordinate the arsenate detoxification machinery in the cell.We showed that arsenate repression of the phosphate transporter PHT1;1 is associated with the degradation of the PSR master regulator PHR1.Once arsenic is sequestered into the vacuole,PHR1 stability is restored and PHT1;1 expression is recovered.Furthermore,we identified an arsenite responsive SKP1-like protein and a PHR1 interactor F-box(PHIF1)as constituents of the SCF complex responsible for PHR1 degradation.We found that arsenite,the form to which arsenate is reduced for compartmentalization in vacuoles,represses PHT1;1 expression,providing a highly selective signal versus phosphate to control PHT1;1 expression in response to arsenate.Collectively,our results provide molecular insights into a sensing mechanism that regulates arsenate/phosphate uptake depending on the plant’s detoxification capacity. | Cristina Navarro Cristian Mateo-Elizalde Thotegowdanapalya C.Mohan Eduardo Sanchez-Bermejo Oscar Urrutia Maria Nieves Fernandez-Muniz Jose M.Garcia-Mina Riansares Munoz Javier Paz-Ares Gabriel Castrillo Antonio Leyva | 2021 | Molecular Plant2021，14，9： | 3 |
| 8 | 植物响应低磷胁迫的蛋白质泛素化途径研究进展显示文摘磷是构成许多关键性大分子的重要底物,在植物体内许多生理生化反应中都发挥着重要作用,磷供应不足会极大地限制作物的产量和品质。在漫长的进化过程中,植物形成了一系列适应低磷胁迫的机制,其中,蛋白质水平的泛素化修饰对植物响应低磷胁迫起重要作用。泛素化修饰可以改变靶蛋白的活性、稳定性及其在亚细胞的定位等。对关键蛋白的泛素化修饰在植物低磷胁迫响应中的调控功能和机制进行归类总结,综述植物蛋白质泛素化途径调控低磷胁迫的研究进展。蛋白质泛素化修饰研究主要从泛素、酶和靶蛋白3个组分方面进行。泛素由76个氨基酸组成,并以逐步共轭级联的方式与靶蛋白相连,形成泛素–蛋白质复合体,该复合体被运输至26S蛋白酶体内消化与降解,从而调控众多生理过程。蛋白质泛素化修饰通过改变根系形态构型,影响磷转运子和转录因子的活性和定位,从而促进或抑制植物对土壤磷的吸收以及向地上部的运输,进而调节磷稳态。最后,提出了对植物响应低磷胁迫的蛋白质泛素化需要进行的研究。 | 欧斯艳 张亚楠 王金祥 | 2020 | 植物营养与肥料学报2020，26，11： | 3 |
| 9 | Plant adaptation to low phosphorus availability:Core signaling,crosstalks,and applied implications显示文摘Phosphorus(P)is an essential nutrient for plant growth and reproduction.Plants preferentially absorb P as orthophosphate(Pi),an ion that displays low solubility and that is readily fixed in the soil,making P limita-tion a condition common to many soils and Pi fertilization an inefficient practice.To cope with Pi limitation,plants have evolved a series of developmental and physiological responses,collectively known as the Pi starvation rescue system(PSR),aimed to improve Pi acquisition and use efficiency(PUE)and protect from Pi-starvation-induced stress.Intensive research has been carried out during the last 20 years to un-ravel the mechanisms underlying the control of the PSR in plants.Here we review the results of this research effort that have led to the identification and characterization of several core Pi starvation signaling components,including sensors,transcription factors,microRNAs(miRNAs)and miRNA inhibitors,kinases,phosphatases,and components of the proteostasis machinery.We also refer to recent results revealing the existence of intricate signaling interplays between Pi and other nutrients and antagonists,N,Fe,Zn,and As,that have changed the initial single-nutrient-centric view to a more integrated view of nutrient homeostasis.Finally,we discuss advances toward improving PUE and future research priorities. | Javier Paz-Ares Maria Isabel Puga Monica Rojas-Triana Iris Martinez-Hevia Sergio Diaz Cesar Poza-Carrión Miguel Mi(n)ambres Antonio Leyva | 2022 | Molecular Plant2022，15，1： | 2 |
| 10 | 植物SPX-PHR模块在营养信号途径中的作用研究进展显示文摘【目的】近几十年来,PHR和SPX蛋白作为磷信号途径中的核心调控蛋白已经得到了广泛的研究。并且随着研究的不断深入,人们发现它们在其它养分信号途径中也起着重要作用。为此,本文综述PHR与SPX蛋白在植物根系发育,养分吸收、转运与再分配中的研究进展,从而更加全面地理解SPX-PHR模块在其中的作用。【主要进展】植物PHR转录因子可以通过结合靶基因启动子的P1BS元件从而调控下游基因的转录,进而参与植物根系发育,养分吸收、转运、分配以及免疫应答。植物PHR转录因子自身在转录水平受到多种信号的调控,如生长素信号途径ARF7/19、乙烯信号途径EIN3、光信号途径FHY3、FAR1能够在转录水平上诱导PHR表达;而光信号途径中的HY5以及光敏色素因子PIF4/5则抑制PHR或其同源基因PHL的表达。进一步研究发现,SPX蛋白能够与PHR互作并抑制其转录激活能力。而SPX在转录水平和蛋白水平也受到氮、磷信号的调控。氮信号途径中NRT1.1(B)-NBIP1和磷信号途径中SDELs均能介导26S蛋白酶复合体途径降解SPX蛋白,进而释放NLP/PHR进入细胞核,激活硝酸盐和磷酸盐应答基因的表达。同时NLP/PHR进入细胞核后,还可转录激活NIGT1的表达,进一步调控硝酸盐和磷酸盐应答基因的表达。【研究展望】未来我们需要对PHR转录因子的上游调控信号进行更全面的鉴定以及展开对SPX互作蛋白的鉴定与功能研究,以期更全面的理解SPX-PHR模块在植物养分吸收中的作用机制。 | 孙超 廖德华 吴双 | 2021 | 植物营养与肥料学报2021，27，6： | 2 |
| 11 | NtSPX4基因敲除对烟草苗期磷吸收和生长发育的影响研究显示文摘【目的】为探究NtSPX4基因在烟草磷吸收转运中的作用。【方法】同源克隆了烟草(Nicotiana tabacum L.)K326中NtSPX4基因,通过CRISPR/Cas9技术获得了NtSPX4-1和NtSPX4-2均发生纯合突变的K326株系S_(42),在不同磷浓度的Hoagland溶液培养条件下,对S_(42)株系的生长发育、物质积累、磷吸收相关基因表达及有效磷含量变化进行研究。【结果】烟草基因组中存在两个NtSPX4同源基因,分别命名为NtSPX4-1和NtSPX4-2。其中NtSPX4-1 CDS全长为924 bp,编码氨基酸序列与祖先种林烟草NsylSPX4相同;NtSPX4-2 CDS全长为933 bp,编码氨基酸序列与祖先种绒毛烟草NtomSPX4相同。S_(42)株系中NtSPX4-1和NtSPX4-2均在第52 bp处插入一个碱基T,导致NtSPX4蛋白翻译提前终止。在标准Hoagland溶液培养条件下,S_(42)株系的生长发育与对照无明显差异;在高磷条件下,S_(42)株系生长发育受到抑制,生物量较对照降低了约45%;在低磷条件下,S_(42)株系生长势优于对照,生物量较对照提高了约39%。RT-PCR分析表明,在正常磷条件下,S_(42)株系中磷转运蛋白基因NtPT1和NtPT2的表达水平与对照基本一致,在高磷和低磷条件下,S_(42)株系中NtPT1和NtPT2基因表达水平均显著高于对照K326。有效磷检测分析表明,不同磷浓度条件下,S_(42)株系中有效磷含量均极显著高于对照K326。【结论】NtSPX4基因敲除在低磷条件下可以促进烟株的生长发育,在高磷条件下对烟株生长发育有一定的抑制作用,NtSPX4在烟草磷吸收转运中具有负向调控作用。 | 单玉静 王召军 程泽华 余婧 雷波 闫筱筱 张洪映 崔红 | 2022 | 中国烟草学报2022，28，1： | 1 |
| 12 | 玉米SPXs家族基因的鉴定与表达规律分析显示文摘SPXs(SPX-domain-containing proteins)家族基因在真核生物无机磷酸盐(Pi)的传感、信号转导和转运中发挥着重要作用,但玉米SPXs家族基因的相关研究未见报道。本研究利用生物信息学手段鉴定了15个玉米SPXs家族基因,通过系统进化和保守结构域分析将其分为SPX-EXS、SPX、SPX-Zinc finger和SPX-MFS 4个亚家族。通过表达谱数据分析,发现ZmSPXs家族基因具有明显的组织特异性表达。同时,我们还发现ZmSPXs家族基因在生物胁迫和非生物胁迫过程中表达模式也具有很大差异,说明这些基因可能在不同的生物过程中发挥重要作用。最后,利用荧光实时定量PCR技术,对玉米SPXs家族基因在磷胁迫处理下的表达规律进行分析,结果发现大部分基因在磷胁迫处理下呈现高水平表达。本研究鉴定了玉米SPXs家族基因,明确了该家族基因的系统进化关系、保守结构域、组织表达特性以及在生物和非生物胁迫条件下的表达规律,为阐明玉米SPXs家族基因的功能及其机制奠定了理论基础。 | 藏金萍 朱倩洁 邢超 曹宏哲 董金皋 张康 邢继红 | 2021 | 植物病理学报2021，51，3： | 0 |
| 13 | 泛素-蛋白酶体系统影响植物农艺性状的研究进展显示文摘当前人口激增、环境污染、生态破坏等问题层出不穷。改良农艺性状,如提高产量、增强逆境耐受能力,是作物遗传改良的重要目标,是推动农业高质量发展的基础。泛素-蛋白酶体系统(UPS)是一种快速的选择性水解植物体产生的冗余蛋白和被损坏蛋白的体系。目前,研究发现泛素-蛋白酶系统影响植物的发育、生殖和重要的农艺性状:如应对环境胁迫、开花诱导和种子大小等。综述了近年来的研究成果,阐述了蛋白酶体UPS组分和各亚基的重要功能,并描述了泛素-蛋白酶系统是如何影响植物农艺性状的。最后,讨论了未来的研究热点和利用UPS改良作物的潜力。 | 王翠翠 傅达奇 | 2023 | 生物技术通报2023，39，1： | 0 |
| 14 | 水稻细胞间磷酸盐高效循环再利用的机制解析显示文摘磷是作物生长发育必需的大量矿质营养元素。由于磷酸盐易被土壤所固定的特性,往往需要大量施用磷肥来满足作物需求,这造成了田间磷肥利用效率低且带来环境污染风险。提高作物体内磷素利用效率,减少对外界磷素供应的依赖是磷素养分高效的重要途径。目前,大量研究解析了作物磷素信号调控网络及其调控磷素吸收的分子生理机制,但针对作物自身磷素利用效率的研究相对较少,相关的植物营养生物学认知不足,尤其是体内磷素循环再利用的分子生理机制至今仍不清楚。一个重要限制因素是缺乏高效经济的植物细胞内磷含量检测技术。植物体内磷素转移再利用的主要形态为磷酸盐,因此,发展植物细胞水平的磷酸盐检测技术,并利用该技术解析磷信号调控网络如何响应外界磷素供应和体内组织细胞间磷酸盐分布,调节组织细胞间磷酸盐循环再利用机制具有重要的科学意义,并能为水稻田间磷素养分高效利用提供新的理论和技术。 | 赵红玉 徐磊 易可可 | 2022 | 植物营养与肥料学报2022，28，2： | 0 |
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