中国农业大学2024年部分论文（Nature Genetics)

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中国社会科学

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2024年1月12日，中国农业大学郭慧媛教授团队在材料领域权威期刊《small》（Q1，IF=13.3）在线发表了题为“Self-assembled nanocarrier delivery systems for bioactive compounds”的文章（第一作者为Zhang Yafei，通讯作者为Lin Yingying）。

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北京时间2024年1月18日18时，Nature Genetics在线发表了中国农业大学教授徐明良团队的研究文章。该文详细阐述了玉米重要叶部病害—灰斑病的抗病基因ZmWAKL的克隆及其介导的复杂抗病分子机制。
https://www.nature.com/articles/s41588-023-01644-z
) B$ k1 l1 s! U6 P# M% _) A

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近日，食品学院赵广华教授研究团队在《应用催化B：环境》（ Applied Catalysis B: Environmental ) 上发表了题为 “将光敏剂血红素和生物催化剂纳米水铁矿同时整合到大肠杆菌铁蛋白中用于高选择性光催化还原CO2”（Simultaneous integration of the photosensitizer hemin and biocatalyst nanoferrihydrite into a single protein nanocage for selectively photocatalytic CO2reduction）的研究论文 (DOI: 10.1016/j.apcatb.2023.123521)。这篇论文是第一次将环境友好且在自然界广泛存在的血红素用于二氧化碳的人工光催化还原转化。

, C7 l* }4 t" u, e$ B6 l文章链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337323011645
* X1 U! O& x& @

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https://doi.org/10.1093/nar/gkad1230
一氧化氮( NO )作为信号分子在真核生物矿化调控中发挥重要作用，但其在原核生物矿化中的作用尚不清楚。趋磁螺菌MSR - 1是原核生物矿化研究的模式菌株，具有形成磁小体(磁性细胞器)的独特能力。
+ H* }  u0 [/ Y2 B3 t9 l' `
2024年1月9日，中国农业大学文莹及田杰生共同通讯在Nucleic Acids Research 上在线发表题为“Nitric oxide sensor NsrR is the key direct regulator of magnetosome formation and nitrogen metabolism in Magnetospirillum”的研究论文，该研究证明了MSR - 1中的磁小体生物矿化需要NsrRMg (一种NO传感器)和一定水平的NO的存在。MSR - 1通过硝化-反硝化途径合成内源NO，激活磁小体的形成。NsrRMg被鉴定为全局性转录调控因子，作为磁小体基因簇( MGC )和硝化基因的直接激活剂，但作为反硝化基因的阻遏物。

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1月29日，《自然》杂志旗下期刊《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表中国农业大学资源与环境学院、养分资源高效利用全国重点实验室、国家农业绿色发展研究院张福锁院士团队左元梅教授研究论文《玉米/花生间作微生物趋同性驱动产铁载体微生物改善花生铁营养和产量提升》（Microbiome convergence enables siderophore-secreting-rhizobacteria to improve iron nutrition and yield of peanut intercropped with maize）。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45207-0

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中国农业大学草业科学与技术学院 新闻动态 草业学院王赞团队在紫花苜蓿基因组结构变异研究方面取得重要进展 (cau.edu.cn)

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024年2月2日，中国农业大学动物医学院兽医公共卫生安全全国重点实验室刘金华教授团队利用副流感病毒5型（PIV5）为载体，构建了表达2.3.4.4b分支H5亚型禽流感病毒HA蛋白的新型疫苗，该疫苗不仅能够对小鼠、雪貂提供针对同源病毒的清除性免疫保护，还能对多种异源H5亚型禽流感病毒提供交叉保护。该研究成果以“Recombinant parainfluenza virus 5 expressing clade 2.3.4.4b H5 hemagglutinin protein confers broad protection against H5Ny influenza viruses”为题发表在《Journal of Virology》。
原文链接：https://doi.org/10.1128/jvi.01129-23

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[color=rgb(50, 50, 50) !important]近日，《植物科学趋势》（Trends in Plant Science）在线发表了中国农业大学草业科学与技术学院于菲菲教授题为《内质网相关泛素耦合酶是调控作物产量和耐逆性关键蛋白》（ER-associated ubiquitin-conjugating enzyme: a key regulator of grain yield and stress resistance in crops）的综述文章。

[color=rgb(50, 50, 50) !important]蛋白翻译后修饰泛素化调控真核生物的很多生命过程。内质网相关的蛋白降解（ERAD）系统泛素相关复合体在动物中已有比较广泛的研究，然而在植物中的认识则非常局限。近年来，在作物领域中的研究发现，众多泛素化修饰相关酶类及调节因子在作物增产及抗逆性方面起着不可或缺的作用，尤其是发现ERAD系统中的泛素耦合酶与其共同发挥功能的E3泛素连接酶在水稻、谷子、小麦和玉米等多个禾本科作物中发挥着多重调控功能。本文围绕近期在作物中对泛素耦合酶UBC32同源蛋白的功能及其具体分子调控机制的研究，进行了详细分析，系统总结了其与E3泛素连接酶如何通过形成E2-E3对，在不同作物中通过调控植物激素油菜素内酯（BR）信号途径正负调控因子影响作物产量，及它们在调控作物株型、产量、抗病性及耐热性等方面的作用机制的异同点。提出通过深入研究ERAD系统中不同的E2泛素耦合酶及E3泛素连接酶，有可能打破作物产量和抗逆性之间的拮抗关系的观点，这些研究将为利用分子设计育种的方法培育高产抗逆优质的粮饲作物新品种提供新思路。

[color=rgb(50, 50, 50) !important] 于菲菲教授为本文（https://doi.org/10.1016/j.tplants.2023.11.025）的第一和通讯作者，中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员为共同作者。本研究得到了国家自然科学基金和中国高校基本科研业务费的资助。

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[color=rgb(50, 50, 50) !important]图1. 内质网（ER）相关的E2和E3在水稻中调控作物产量、抗病性和耐热性

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https://www.nature.com/articles/s41467-024-45380-2
5 [) {( N$ A2 e  e

种植抗病品种是控制“基因对基因”病害的最有效、经济、环保途径，但抗病基因编码的抗病受体仅识别含有对应效应蛋白的无毒小种，不能识别含有非对应效应蛋白的毒性小种，严重制约了主效抗病基因的应用。因此，如何通过人工设计改良水稻抗瘟基因的识别谱是培育广谱抗瘟水稻品种急需解决的瓶颈问题之一。许多植物感应受体利用其整合结构域（Integrated Domain, ID）特异识别对应无毒效应蛋白，揭示其精准识别机制可为分子设计广谱感应受体提供新的思路。

水稻中有些抗瘟基因如Pia，以成对形式存在，编码2个抗瘟受体RGA5和RGA4，其中RGA5为感应受体，RGA4为辅助受体。RGA5利用金属离子结合结构域（heavy metal-associated，HMA）特异识别稻瘟菌中对应的MAX效应蛋白AVR-Pia和AVR1-CO39，并激活RGA4介导的抗病反应。前期，彭友良教授和刘俊峰教授团队揭示了RGA5 HMA识别AVR1-CO39的结构机制（Guo et al., PNAS, 2018），并通过结构解析确定AVR-Pib为MAX效应蛋白（Zhang et al., Plant J, 2018）。基于RGA5 HMA的识别机制和AVR-Pib结构特征，该团队经过突变RGA5 HMA的相应位点，设计出了能识别稻瘟病菌来源的非对应MAX效应蛋白AVR-Pib、并赋予转基因水稻完全抗瘟性的新感应受体RGA5HMA2（Liu et al., 2021, PNAS）。

近日，彭友良教授和刘俊峰教授团队在《自然通讯》(Nature Communications)在线发表了题为《改造的NLR受体RGA5HMA5需集成整合结构域的多界面来识别效应蛋白》 “The synthetic NLR RGA5HMA5 requires multiple interfaces within and outside the integrated domain for effector recognition” 的研究论文。该论文报道了能识别非对应MAX效应蛋白AVR-PikD 的感应新受体RGA5HMA5和发现多个区域参与了HMA结构域的识别。

在该研究中，研究人员通过点突变、结合酵母双杂和体外pull-down技术，构建出了能与AVR-PikD互作的RGA5HMA3、RGA5HMA4、RGA5HMA5和RGA5HMA6（图1）。进一步，通过原生质体活性检测，研究人员发现仅有RGA5HMA5在识别AVR-PikD后激活RGA4引起的水稻细胞坏死（图2），并通过转基因水稻确认RGA5HMA5能赋予对表达AVR-PikD的稻瘟菌的抗性（图3）。在该研究中，研究人员利用氢氘交换质谱技术（HDX-MS）确定了RGA5-HMA5与AVR-PikD互作的关键肽段，发现这些肽段分别位于3个界面，其中两个位于HMA结构域，一个是RGA5-HMA识别AVR1-CO39的界面，另一个是Pik-HMA识别AVR-PikD的界面（图4）。除此之外，RGA5HMA5还有一个界面存在于HMA之后的loop区域（C-tail）。进一步分析发现，C-tail的赖氨酸对于RGA5HMA5激活RGA4有重要调控作用。

该研究不仅设计出了能识别非对应MAX效应蛋白AVR-PikD 的感应新受体RGA5HMA5，对于广谱抗瘟感应受体以及其它植物免疫受体的设计也具有重要的参考价值。

中国农业大学植物保护学院张鑫副教授和前博士生、现为扬州大学讲师的刘洋博士为该论文的共同第一作者，中国农业大学植物保护学院彭友良教授和刘俊峰教授为共同通讯作者，中国农业大学物保护学院Vijai Bhadauria 教授和郭海龙教授也参与了该项研究工作。该研究受到国家自然科学基金重点项目（32030089）、国家自然科学基金重大项目（32293244）、拼多多-中国农业大学研究基金(PC2023A01005)的资助。

参考文献

Zhang, X., et al. The synthetic NLR RGA5HMA5 requires multiple interfaces within and outside the integrated domain for effector recognition. Nat Commun 15, 1104 (2024).

Liu, Y. et al. A designer rice NLR immune receptor confers resistance to the rice blast fungus carrying noncorresponding avirulence effectors. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 118 (2021).

Guo, L. et al. Specific recognition of two MAX effectors by integrated HMA domains in plant immune receptors involves distinct binding surfaces. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 115, 11637-11642 (2018).

Zhang, X. et al. A positive-charged patch and stabilized hydrophobic core are essential for avirulence function of AvrPib in the rice blast fungus. Plant J. 96, 133-146 (2018).

图1 RGA5HMA3和RGA5HMA4烟草和水稻体内功能分析

* J& n" d$ Q9 d: i9 x

图2 RGA5HMA5在烟草和水稻体内功能分析

1 x4 n2 ^. F( Q: v9 G# S

图3 含有RGA4/RGA5HMA5的转基因水稻对不同稻瘟菌的抗病表型分析

图4 HDX-MS分析RGA5-HMA5与AVR-PikD的互作

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https://www.nature.com/articles/s41467-024-45562-y

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https://doi.org/10.1093/plcell/koae035
近日，中国农业大学高俊平团队在The Plant Cell在线发表了题为“The F-box protein RhSAF destabilizes the gibberellic acid receptor RhGID1 to mediate ethylene-induced petal senescence in rose”的研究论文，揭示了一个E3泛素连接酶组分RhSAF介导了乙烯和赤霉素的拮抗从而调节月季花瓣衰老的分子机制。

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近日，中国农业大学生物学院周文焜教授团队联合中国科学技术大学赵忠教授团队应邀在Current Opinion in Plant Biology杂志上发表了题目为Tipping the balance: The dynamics of stem cell maintenance and stress responses in plant meristems的综述论文。

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2月10日，中国农业大学植物保护学院周涛教授课题组在杂志Plant Biotechnology Journal发表题为“The C4 photosynthesis bifunctional enzymes, PDRPs, of maize are co-opted to cytoplasmic viral replication complexes to promote infection of a prevalent potyvirus sugarcane mosaic virus”的研究论文。
* I9 @, g8 E; [) g" j! r在玉米中，两种丙酮酸磷酸二激酶（PPDK）调节蛋白ZmPDRP1和ZmPDRP2分别是叶肉细胞（MC）和维管束鞘细胞（BSC）中叶绿体的特异性调节蛋白。在功能上，ZmPDRP1/2可催化ZmPPDK的磷酸化/失活和去磷酸化/活化，而ZmPPDK是玉米C4光合作用的主要限速酶。研究表明，缺乏ZmPDRP1或沉默ZmPDRP1/2的玉米植株对流行的甘蔗花叶病毒（SCMV）具有抗性。研究人员证实ZmPDRP1的C端结构（CTD）在促进病毒感染中起着关键作用，而与酶的活性无关。

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近日，Nature Genetics在线发表中国农大团队题为“Near-gapless and haplotype-resolved apple genomes provide insights into the genetic basis of rootstock-induced dwarfing”的研究论文，该研究通过高质量和高精度的苹果基因组序列深入解析了苹果砧木诱导矮化的遗传基础。
https://doi.org/10.1038/s41588-024-01657-2

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2024年2月14日，中国农业大学植物保护学院彩万志/李虎教授团队在Nature Communications杂志在线发表了题为“Natural selection and genetic diversity maintenance in a parasitic wasp during continuous biological control application”的研究论文。该论文通过对重大农业害虫桃蚜的优势寄生性天敌烟蚜茧蜂的群体基因组学研究，阐明了寄生蜂的大规模扩繁和田间生物防治应用虽然会对该物种野生种群产生一定影响，但强大的自然选择作用可维持野生种群的“基因池”，一些重要的功能性位点如果发生变化，会被自然选择及时清除，从而保持野生寄生蜂种群的遗传多样性与环境适应性。
: _) o0 a  k* ?1 {# N5 g% I9 T论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-45631-2

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近日，中国农业大学草业科学与技术学院王赞教授团队在JIPB上发表了题为“An alfalfa MYB-like transcriptional factor MsMYBH positively regulates alfalfa seedling drought-resistance and undergoes MsWAV3-mediated degradation”的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.13626)，揭示了一个MYB-like家族转录因子MsMYBH调控紫花苜蓿抗旱性的分子机制。

南湖居士

NG两篇，厉害

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近日，水利与土木工程学院李云开教授团队在《水研究》（ Water Research ）在线发表了题为《磁化-紫外线联合控制农业灌溉管网系统附着复合污垢》（ Combination of magnetic field and ultraviolet for fouling control in saline wastewater distribution systems ）的研究论文。本研究开发了一种磁化-紫外线协同控制农业灌溉管网系统附着复合污垢的绿色高效新方法，并深入揭示了磁化-紫外线协同对地表微咸水灌溉管网生物-析晶-颗粒复合污垢的控制机理。

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近日，中国农业大学土地科学与技术学院马韫韬、郭焱、李保国教授团队在国际权威期刊ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing上发表研究论文“基于无人机对田间大规模育种材料棉铃原位三维重建和产量估算”（3D reconstruction and characterization of cotton bolls in situ based on UAV technology）。该研究利用无人机交叉环绕航线技术，以低成本和高通量方式获取了田间大规模育种材料棉铃的完整三维点云并开发了一套自动化流程，能够精准定位棉铃，并估算其体积、三维空间分布以及籽棉和皮棉的产量。该研究为作物育种提供了新的技术途径和思路，尤其在评估遗传多样性、选择创新品种和预测作物潜在产量等方面。

liyide168

2024年2月9日，中国农业大学国家数字渔业创新中心副教授付学谦课题组研究成果 "Agri-Energy-Environment Synergy-Based Distributed Energy Planning in Rural Areas"的Early Access版本在IEEE Transactions on Smart Grid上发表。
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pku123

liyide168 发表于 2024-2-20 20:33
近日，中国农业大学土地科学与技术学院马韫韬、郭焱、李保国教授团队在国际权威期刊ISPRS Journal of Photo ...

1 M+ y* _& }) N% Q: k; `# A可以申请个遥感交叉学科了

guagua1996

pku123 发表于 2024-2-23 16:45
! p$ n% A8 O  z2 x& w. z可以申请个遥感交叉学科了

: w  U% F* |- s8 D早就申请了，学校不重视，驳回了

guagua1996

pku123 发表于 2024-2-23 16:45
& a; m5 \8 X: l3 L9 N- V0 g可以申请个遥感交叉学科了

地信系今年上一个青长和一个特聘，但是估计特聘要走了，借助西南交大的

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近日，中国农业大学王洪亮老师团队综述了木质素基材料在农药智能递送系统上的研究进展。该综述系统介绍了木质素基农药智能释放系统及其应用场景、发展策略，并总结了各个系统的触发机制和释放特点。 这论文系统概况了木质素基农药载药体系对各种环境变化的响应行为，揭示了木质素作为农业智能材料的潜力，以 “High-value utilization of lignin: construction of an intelligent release system for targeting the delivery of pesticides” （《木质素高值利用：构筑智能释放系统用于农药靶向传递》）为题，发表在英国皇家化学会期刊 Green Chemistry 上。

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近日，中国农业大学生物学院夏国良/王超教授团队在Theranostics 上发表了题为 Polycomb repressive complex 1 modulates granulosa cell proliferation in early folliculogenesis to support female reproduction研究论文，报道了多梳蛋白抑制复合体 (polycomb repressive complex 1, PRC1) 调控小鼠早期生长卵泡中颗粒细胞增殖进而保护雌性生殖力的分子机制。

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中国农业大水利与土木工程学院李思恩教授课题组经过多年的努力，在地膜覆盖节水研究方面取得新进展。近日，相关成果在水科学知名期刊《Journal of Hydrology》上发表。