南京农业大学发表Science（王源超团队）、Nature Genetics（万建民团队）等科研成果

植物保护学院王源超教授团队联合清华大学柴继杰团队揭示了植物将病原菌的毒力活性转化为防御触发器的机制，为工程化改造具有更广泛特异性的多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（PGIPs）提供了理论依据。研究通过生化实验和蛋白质结构分析，揭示了植物多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（PGIP）与真菌多聚半乳糖醛酸酶（PG）之间的相互作用，为植物与病原菌互作领域提供了全新的研究范式。对PGIP的定向编辑，提高PGIP识别PG激活植物抗性的功能，对认识植物免疫系统、合理利用和精准改造植物免疫元件提高作物抗性具有重要的指导意义。相关研究成果以“A plant mechanism of hijacking pathogen virulence factors to trigger innate immunity”为题，发表在Science上。

农学院万建民院士团队围绕以OsGATA8-H为核心的分子调控模块，首次在分子遗传学层面阐明了过量氮肥导致水稻无效分蘖形成的机理。转录因子OsGATA8-H类似调控铵离子转运的一道“闸门”，可以“双向调控”氮素利用效率，在低氮条件下，“闸门”通过增加OsAMT3.2表达，促进水稻铵吸收；在高氮条件下，“闸门”又能适当提高OsTCP19的表达，促进更多分蘖发育成有效分蘖，减少无效分蘖的形成。在此基础上，团队通过基因组编辑和基因聚合技术创制了优异氮高效育种材料，为水稻氮高效育种、减少化肥使用，推进绿色农业的可持续发展提供了方向。相关研究成果以“The elite haplotype OsGATA8-H coordinates nitrogen uptake and productive tiller formation in rice”为题，发表在Nature Genetics上。

理学院邱博诚教授团队开发了一种串联热化学-电化学催化技术，成功实现从废弃PET塑料中连续、克级规模合成甘氨酸。这一串联催化方法通过整合Au/HY热催化剂与TiO2/TM电催化剂，实现了甘氨酸的连续生产，整体转化率达到75%。结合原位实验和理论模拟，揭示了PET转化为甘氨酸的反应机制。技术经济分析和生命周期评估表明，该串联方法在低成本和环境影响下处理废弃PET的同时，能够生产高价值和大市场规模的产品，显示出巨大的应用潜力和环境效益。相关研究成果以“Polyester Upcycling to Glycine via Tandem Thermochemical-Electrochemical Catalysis”为题，发表在Advanced Energy Material上。

动物科技学院刘金鑫教授团队联合复旦大学徐珂琳、四川大学张安云团队，发现婴儿年龄与抗生素抗性基因水平呈负相关，揭示哺乳动物生命早期微生物碳水化合物代谢的改变驱动了胃肠道抗性基因的差异化分布。研究结果表明，抗性基因在生命早期就被富集，在出生时观察到最高的丰度和多样性，并随着时间的推移逐渐减少。此外，婴儿肠道抗性组的时间依赖特征受到早期饮食调整和临床诸多因素引起的微生物碳水化合物代谢需求变化的影响，揭示了通过饮食干预调控肠道抗性基因分布的可能性。研究还强调了随着时间的推移，婴儿肠道抗性组中获得性抗性基因逐渐增加，这一现象与水平基因转移的频率增加相一致。相关研究成果以“Infant age inversely correlates with gut carriage of resistance genes, reflecting modifications in microbial carbohydrate metabolism during early life”为题，发表在iMeta上。

植物保护学院李刚教授团队联合江苏省农科院、澳大利亚阿德莱德大学，在小麦赤霉病抗性机制研究方面取得重大突破。研究发现，小麦中Fhb1遗传位点关键基因编码蛋白TaHRC，通过一种称为“液-液”相分离的生物物理过程形成凝聚体来响应病害发生，系统揭示了大分子凝聚体调控小麦赤霉病抗/感的生物学机制，为理解作物对病原生物的应答和抵御提供了新方向，以及为未来小麦抗病遗传改良提供了重要的理论基础。相关研究成果以“A phase-separated protein hub modulates resistance to Fusarium head blight in wheat”为题，发表在Cell Host & Microbe上，被选为同期封面文章。

农学院万建民院士团队联合北京大学贾桂芳团队揭示了RNA结合蛋白通过m6A途径介导的相分离过程调控水稻抽穗期的机制。挖掘新的抽穗期基因，解析抽穗期分子调控机制，对培育高产、优质、广适的水稻品种具有重要意义。研究不仅发现了RNA结合蛋白通过与YTH家族互作高效结合m6A的现象，揭示了m6A通过相分离抑制蛋白积累的分子机制，还定位克隆到一个在长短日照均能促进水稻抽穗的基因Early Heading Date 6（EHD6），为水稻抽穗期调控提供了重要的基因资源，为水稻育种及相关领域的研究提供了新的思路和参考。相关研究成果以“The RNA binding protein EHD6 recruits the m 6 A reader YTH07 and sequesters OsCOL4 mRNA into phase-separated ribonucleoprotein condensates to promote rice flowering”为题，发表在Molecular Plant上。

植物保护学院王源超教授团队首次揭示了植物细胞壁中果胶甲酯化动态重塑调控植物与病原菌互作和协同进化的作用机制，对精准设计作物抗病基因实现作物广谱、持久抗病性具有重要指导意义。研究利用AlphaFold结构复合体预测工具，设计了一种改良型GmPMI1（GmPMI1R），使其特异性靶向并抑制病原菌分泌的果胶甲酯酶，而不影响作物自身与生长发育相关的果胶甲酯酶。GmPMI1R持续过表达的在不影响作物生长的同时显著提高了对病原菌的广谱抗性。研究展示了基于人工智能改造抗病基因在植物保护领域内的巨大应用潜力，未来可广泛运用于各种病原菌或共生菌与寄主互作机制的研究，推动植物与微生物互作机理研究，指导病害防控新策略的开发。相关研究成果以“AlphaFold-guided redesign of a plant pectin methylesterase inhibitor for broad-spectrum disease resistance”为题，发表在Molecular Plant上。

资源与环境科学学院沈其荣院士团队通过比较野生型番茄和RIN基因突变体番茄根际微生物消减土壤青枯菌生物障碍的差异，阐明了RIN通过调控番茄根系代谢物关键组分（核黄素和3-羟基黄酮），招募抑制病原青枯菌的链霉菌，增强根际互惠功能的微生态机制。研究为筛选和构建消减土壤生物障碍的根际合生元提供了创新思路，丰富了根际互惠功能体作用的理论框架，标志中低产田专项根际合生元生物靶向调控产品的研发取得新突破。相关研究成果以“RIN enhances plant disease resistance via root exudate-mediated assembly of disease- suppressive rhizosphere microbiota”为题，发表在Molecular Plant上。

资源与环境科学学院邹建文教授团队建立了全球尺度上高精度的玉米和小麦生产氮肥施用引起的土壤活性氮（Nr）损失清单，为全面了解全球旱作粮田氮肥施用引起的土壤活性氮损失强度、主要驱动因素及其优化管理情景下的减缓潜力提供了科学数据，同时也为科学评估全球土壤氮循环的气候反馈效应提供了重要参考和关键参数。研究集成了全球560篇文献，涵盖472个观测位点的田间原位观测数据，分析构建了机器学习模型，辨析了全球玉米和小麦生产的氧化亚氮（N2O）排放、一氧化氮（NO）排放、氨（NH3）挥发、淋溶和径流5种途径活性氮损失系数的空间分布特征，估算了土壤Nr损失总量及其引起的间接N2O排放，并进一步探究了优化氮肥利用率（NUE）情景下的减缓潜力。相关研究成果以“Reducing soil nitrogen losses from fertilizer use in global maize and wheat production”为题，发表在Nature Geoscience上。

园艺学院房经贵教授团队联合中国农业科学院深圳农业基因组研究所周永锋团队，基于首个驯化葡萄Grapepan v1.0图泛参考基因组的组装，研究构建了包含单核苷酸变异（SNP）、插入缺失变异（InDel）和结构变异（SV）的葡萄基因型图谱与重要育种性状的表型图谱。进一步通过系统的群体遗传学与数量遗传学挖掘，解析了葡萄复杂农艺性状的遗传基础，定位了29个农艺性状相关的数量性状基因位点(QTLs)，并发现SVs对农艺性状缺失的遗传力有显著贡献。通过整合机器学习算法、基因型图谱、表型图谱和数量遗传学分析，提出了葡萄多性状的全基因组选择育种模型，成功构建了葡萄全基因组选择育种体系。该体系将有效缩短育种年限、降低育种成本、提高育种效率，形成葡萄育种的新质生产力，为我国快速突破葡萄种业瓶颈奠定了基础。同时，这一研究的方法和模型也为其它多年生作物的遗传育种提供了参考和借鉴。相关研究成果以“Grapevine pangenome facilitates trait genetics and genomic breeding”为题，发表在Nature Genetics上。