年度巨献|Nature Plants期刊出版3年，从500多篇文章筛选出引用量最高的9篇文章（中国学者多达4篇，值得收藏）

iNature：自2015年1月第一篇论文在Nature Plants上发表以来，不知不觉已经过了三年。然而，随着Nature Plants第四年的开始，这似乎是回顾Nature Plants在过去三年中发表的研究的好时机。从这么广泛的研究中选择“亮点”总是很困难。 对于这个周年纪念系列，Nature Plants通过几项措施了解到哪些表现最好的研究论文：引用量最高的文章，下载量最多的文章及争论最大的文章。有趣的是，每种分类的顶级论文都不一样！今天，iNature就首先介绍一下引用量最高的9篇论文，其中由中国学者完成的达到了4篇。

1.建立赋予植物DNA病毒抗性的CRISPR-Cas样免疫系统（遗传发育所高彩霞研究组）

CRISPR-Cas是许多古细菌和细菌中的适应性免疫系统，其基于序列互补性裂解外来DNA。 在此，使用双生病毒，甜菜严重卷曲顶部病毒（BSCTV），在本氏烟草中进行的瞬时测定表明sgRNA-Cas9构建体抑制病毒积累并在靶序列处引入突变。 此外，过表达sgRNA-Cas9的转基因拟南芥和本氏烟草植物对病毒感染具有高度抗性。

系统介绍

中国科学院遗传发育研究所高彩霞研究组已经证明可以在植物中建立针对双粒病毒的CRISPR-Cas样免疫系统。 通过引入sgRNA-Cas9，高彩霞研究组产生了拟南芥和本生烟草的双生病毒抗性转基因植物。 这种sgRNA-Cas9免疫系统可用于其他寄主植物以赋予对这种和其他DNA病毒的抗性。 此外，通过筛选目标位点，高彩霞研究组发现可以鉴定识别病毒基因组任何区域中的位点的有效抗病毒sgRNA。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants2015144

2.一个CRISPR-Cpf1系统，用于植物中高效的基因组编辑和转录抑制（电子科技大学张勇等研究组）

聚集规则间隔短回文重复序列（CRISPR）-Cpf1已经成为动物中有效的基因组编辑工具。 在这里电子科技大学张勇等研究组比较来自Acidaminococcus sp BV3L6（As）与 Lachnospiraceae bacterium ND2006（Lb）Cpf1在植物中的活性，使用双重RNA聚合酶II启动子表达该系统。 在水稻T0转基因植物中，LbCpf1在四个独立位点以近100％的效率产生双等位基因突变。

转录抑制

 此外，张勇等研究组改变了AsCpf1和LbCpf1在拟南芥中的有效转录抑制，并证明miR159b转录减少了十倍以上。 张勇等研究组的数据表明CRISPR-Cpf1用于编辑植物基因组和调节植物转录组的具有潜在的巨大应用。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants201718

3.橡胶基因组序列的获取（中国热带农业科学院黄华孙等研究组）

橡胶树（Hevea brasiliensis）是一种经济上重要的热带树种，可生产天然橡胶，这是一种重要的工业原料。在这里，中国热带农业科学院黄华孙等研究组提供了一个涵盖93.8％的基因组（1.47 Gb）和含有43792个预测蛋白质编码基因的高品质基因组组装体（1.37 Gb，支架N50 = 1.28 Mb）。

在活性乙烯信号和乙酰化反应中乙烯合成的严格控制解决了橡胶生产中乙烯刺激的长期谜团。黄华孙等研究组的研究包括对其他5个橡胶品种的重新测序和广泛的RNA-seq数据，为功能基因组学和用于育种优良三叶草品种的工具提供了有价值的资源。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants201673

4.纳米颗粒技术在植物中的应用（昆士兰大学Xu等研究组）

病原体特异性双链RNA（dsRNA）在植物中的病毒抗性的局部应用代表了转基因RNA干扰（RNAi）的有吸引力的替代方案。然而，喷洒在植物上的裸dsRNA的不稳定性已经成为其实际应用的主要挑战。澳大利亚昆士兰大学Xu等研究组证明，双链RNA可以加载在独特，无毒，可降解，层状双氢氧化物（LDH）粘土纳米片。一旦加载到LDH上，dsRNA不会被洗掉，显示持续释放，并且甚至可以在施用后30天的喷雾叶片上检测到。

Xu等研究组提供了LDH降解，植物细胞中dsRNA摄取和局部应用中同源RNA沉默的证据。值得注意的是，在喷洒和新出现的未喷雾叶片上攻击时，装载在LDH（BioClay）上的dsRNA的单次喷雾提供病毒保护至少20天。这一创新将纳米技术用于作物保护，作为环境可持续和易于采用的局部喷雾剂。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants2016207

5.大树与干旱之间的关系（Teixeira研究组）

气候变化导致全球许多地区严重干旱的频率增加。干旱改变了森林的结构和功能。特定地点和地区的研究表明，在森林中发挥关键作用的大型树木可能对生态系统碳储存和水文具有不成比例的重要性，比小型树木显示出对干旱更敏感。

在这里，Teixeira研究组综合全球森林中40次干旱事件，收集的树木生长和死亡数据，以查看这种依赖于树木尺寸的干旱对干旱的敏感性是否更为广泛。Teixeira研究组发现干旱一直对大树的生长和死亡率产生更有害的影响。Teixeira研究组建议未来的干旱将对大树的生长和死亡产生更有害的影响，这可能会加剧对气候变化的反馈。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants2015139

6.用CRISPR-Cas原核免疫系统赋予对双生病毒的抗性（Voytas研究组）

为减少由双生病毒感染引起的作物损失，Voytas研究组将CRISPR-Cas系统靶向豆黄矮病毒（BeYDV）基因组进行破坏。

使用基于BeYDV的复制子的瞬时测定揭示了CRISPR-Cas系统在病毒基因组内引入了突变并减少了病毒拷贝数。表达CRISPR-Cas系统并用BeYDV攻击的转基因植物具有减少的病毒载量和症状，由此证明了用于对双功酶病毒进行工程抗性的新策略。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants2015145

7.二十一世纪的有机农业（Wachter研究组）

有机农业有争议的历史，有些人认为有机农业是低效的粮食生产方式。然而，有机食品和饮料是全球食品行业快速增长的细分市场。在这里，Wachter等研究组根据四个关键的可持续性指标来检查有机农业的表现：生产力，环境影响，经济可行性和社会福利。

与传统农业相比，有机耕作系统产量较低。但是，与传统农业相比，它们更有利可图，更环保，并且提供的农药残留更少（或不含），同等或更多的营养食品。此外，最初的证据表明，有机农业系统提供更多的生态系统服务和社会效益。虽然有机农业在建立可持续农业体系方面发挥着重大的作用，但没有一种方法能够安全地养活这个星球。相反，需要融合有机和其他创新农业系统。然而，采用这些系统存在重大障碍，需要多种政策手段来促进其制定和实施。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants2015221

8.作物野生近缘种的全球保护策略（Alvarez等研究组）

驯化作物的野生亲缘具有遗传多样性，对开发更具生产力，营养和抗灾能力的作物品种有用。然而，它们的保存状况和利用率是一个令人关注的问题，并没有在全球进行量化。在这里，Alvarez等研究组使用从生物多样性，植物标本馆和基因库数据库收集的信息，对与81种作物相关的1076个分类单元的全球分布进行建模。Alvarez等研究组将这些分布中潜在的地理和生态多样性与基因库中目前可用的地理和生态多样性进行比较，以此作为估计遗传多样性保存全面性的手段。

Alvarez等研究组的研究结果表明作物野生近缘种的多样性在基因库中很少表现出来。对于63个作物的313个（占总数的29.1％）类群，不存在种质资源，另有257个（23.9％）由少于10个的资源类型代表。超过70％的分类群被确定为进一步收集以优化它们在基因库中的代表性的优先重点，并且超过95％的分类群在其原生分布的全部地理和生态变化方面代表性不足。最关键的收集差距发生在地中海和近东，西欧和南欧，东南亚和东亚以及南美洲。Alvarez等研究组得出结论认为，需要进行系统的努力来提高作物野生近缘种的保存和供应，以供植物育种使用。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants201622

9.氮长距离运输的分子机制探讨（Matsubayashi研究组）

植物主要以硝酸盐形式吸收土壤中的氮（N）。然而，硝酸盐通常在自然环境中土壤分布不均匀。因此，植物具有系统性的长距离信号传导机制，通过这种机制，根部一侧的N饥饿导致另一个富N侧的补偿性氮吸收。这种系统性的氮素获得反应是由根部到茎部的移动肽激素，C端基编码肽（CEP）触发的，起源于N饥饿的根，但是茎对根信号的分子性质仍然难以捉摸。

在这里， Matsubayashi研究组表明韧皮部特定的多肽，在感知根源CEP时，在叶中诱导，起着向下移动到每个根的长距离移动信号的作用。这些茎来源的多肽，Matsubayashi研究组命名为CEP DOWNSTREAM 1（CEPD1）和CEPD2，特别是当硝酸盐存在于根际时，会上调硝酸盐转运蛋白基因NRT2.1在根中的表达。在该途径中缺陷的拟南芥植物显示伴随N缺乏症状的全身N获得应答受损。这些基本的见解应该为理解植物体内营养物质获取反应提供一个概念框架。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/nplants201729

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