版纳植物园两篇论文入选The Plant Cell期刊“里程碑论文”

近日，中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）科研团队发表的两篇研究论文分别入选国际权威期刊The Plant Cell 2013年度和2023年度“里程碑论文”（Landmaker Papers），成为该期刊本世纪初前25年（2000-2024年）最具影响力的25项研究之一。

植物激素茉莉酸调控种子大小的新机制

蛋白质相互作用实验表明，JA信号途径的关键抑制子JAZ直接与KLU基因的上游调控因子SOD7及其同源蛋白DPA4相结合。遗传学分析进一步确认，SOD7高表达能抑制coi1突变体的种子大小表型。有趣的是，SOD7还能与JA途径的核心转录因子MYC2和MYC4相互作用。遗传分析和生化机制研究表明，SOD7和MYC2能相互增强彼此的转录调节功能，协同抑制下游KLU基因的转录，从而共同抑制种子大小。相反，JAZ蛋白抑制SOD7和MYC2的转录调节功能，且与SOD7竞争性结合MYC2。值得注意的是，JA信号对于SOD7–KLU途径及种子大小的调控，在高盐胁迫条件下也发挥关键作用。此外，SOD7还能与ABI5转录因子相互作用，暗示其可能参与种子从发育到萌发的全过程调控。

时间信号调控植物种子萌发的新机制

在脱落酸（ABA）激素处理、盐胁迫或渗透胁迫条件下，野生型拟南芥种子的萌发率及子叶绿化率呈现显著的昼夜节律性变化：当经4°C低温层积处理的种子转移至22°C长日照或持续光照条件后，黎明时间点（ZT0）转移的种子萌发表现最佳，而近黄昏时间点（如ZT12或ZT16）转移的种子萌发率显著降低，形成“昼高夜低”节律性特征。进一步分析显示，生物钟夜间复合体（Evening Complex）基因ELF3、ELF4和LUX在种子萌发阶段呈现昼夜节律性表达，且其转录水平受ABA抑制。表型分析发现，elf3、elf4与lux功能缺失突变体种子对ABA超敏感，而ELF3、ELF4或LUX过表达植株种子则对ABA弱敏感。更有趣的是，cca1 lhy、prr5 prr7 prr9与elf3 elf4 lux等多类生物钟核心组分突变体的种子萌发过程均丧失昼夜节律性特征。该结果表明，生物钟核心振荡模块（包括晨间相基因CCA1/LHY、日间调节因子PRR家族及夜间复合体）是介导昼夜节律信号调控种子萌发的关键遗传基础，其功能完整性对维持萌发过程的时序性至关重要。

低温增强植物免疫应答的分子机理解析取得进展

研究揭示了ICE1调控植物免疫应答的新功能，阐明NPR1–TGA3/ICE1模块对植物在低温条件下抵抗病原菌侵染的关键作用。深入解析ICE1协调与免疫应答相关环境信号的关键作用可以拓宽我们对植物–病原体–环境相互作用的理解。

开花关键转录因子CO负调控植物的耐盐性

植物环境适应性研究组近期研究发现，CO基因的表达受盐害胁迫的抑制。基因功能分析发现，CO负调控拟南芥的耐盐能力。co功能缺失突变体较野生型植株具有更强的耐盐性；相反，CO的高表达转基因植株与野生型相比则具有更弱的耐盐性。相一致的，CO能抑制某些盐胁迫信号通路下游响应基因的表达。分子机理研究表明，CO与ABA信号途径关键转录因子ABFs（ABF1、ABF2、ABF3和ABF4）相互作用形成蛋白复合物。CO能结合盐胁迫信号通路某些下游响应基因（如RD29A和RD20）的启动子区域，并拮抗ABF3的转录功能，进而抑制植物耐盐胁迫的能力。

低磷胁迫激活植物激素茉莉酸信号转导的新机制

该研究不仅发现了PHR1转录因子在JA信号转导过程中的关键调控作用，而且进一步在分子水平解析了PHR1通过与JAZ和MYC等蛋白直接结合，从而在低磷环境条件下激活并维持较强的JA信号，提高植物的环境耐受能力。该研究对于人们深入理解外源环境因子与内源激素信号协同调控植物生长发育和环境适应性具有重要的科学意义。

泛素连接酶PUB8调控幼苗早期生长的新机理

中国科学院西双版纳植物园植物环境适应性研究组近期研究发现，E3泛素连接酶PUB8在植物萌发后生长发育阶段强表达，且能与ABA信号途径核心转录因子ABI3和ABI5相互作用，并通过26S溶酶体介导的泛素化途径降解ABI3和ABI5。遗传分析表明，PUB8特异性地负调控ABA抑制的种子萌发后子叶变绿过程，且位于ABI3和ABI5的上游发挥功能。进一步研究发现，PUB8功能缺失会促进ABI5蛋白积累，加强了ABA对子叶变绿过程的抑制；而PUB8过表达则抑制ABI5蛋白的积累，缓解了ABA的抑制作用。

植物激素信号协同抑制种子萌发的新机制

CO蛋白参与茉莉酸激素信号昼夜节律性调控

植物种子萌发的时间调控机理