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提名单位及提名等级

湖南大学一等奖

提名意见

“高等植物如何适应环境变化”是Science杂志公布的世界最前沿性科学问题之一。类受体激酶（Receptor-like kinase，RLK）是植物响应环境信号调控适应性的重要受体，是植物环境适应性研究的热点与重点。该项目组围绕植物受体蛋白激酶FERONIA（FER）“响应环境信号，调控RNA代谢，调节农艺性状形成”开展研究，取得了如下重要突破：

1.首次揭示了受体激酶FER响应线虫新激素RALF和逆境应激激素ABA的机制；

2.率先发现了受体激酶FER响应环境变化调控RNA代谢的新通路；

3.阐明了受体激酶FER调节种子大小及品质等重要农艺性状的新机制，为作物育种提供了新理论和技术支持。

鉴于首次发现植物环境适应性的“RALF-FER-RNA代谢”新通路，及其调节种子大小及品质等重要农艺性状形成新机制的重大科学理论，成果在国内外产生了重要的学术影响，特此提名该项目为湖南省自然科学奖一等奖。

项目简介

“高等植物如何适应环境变化”是Science杂志公布的前沿科学问题。受体激酶（Receptor-like kinase，RLK）感受环境信号，驱动全球30余万种植物适应环境，决定植物生态分布与作物产量。揭示RLK功能与机制，是保障我国农业安全的迫切需要。近十年来，本项目围绕受体激酶FER响应环境的机制开展系统性研究，在“FER响应环境信号的分子机理，调控RNA代谢途径，调节农艺性状形成机制”等方面取得了原创性研究成果，相关理论具有重大的科学意义和在水稻抗逆及品质育种领域潜在的应用前景。

1.首次揭示了受体激酶FER响应线虫新激素MiRALF和逆境应激激素ABA的机制

① 植物线虫侵害面积广、危害大，但缺乏基因操纵系统，对其如何与宿主相互作用不甚了解。本项目首次鉴定了线虫分泌的新型激素信号分子MiRALF，受体激酶FER结合该类RALF，破坏植物免疫系统，促进线虫侵染植物。②在逆境条件下植物生长和抗逆的平衡是植物生存的关键。本项目揭示了受体激酶FER介导逆境激素ABA、生长信号AtRALF的交叉会话，为理解植物如何响应不同环境信号，提供了新的交叉会话机制。

2）率先发现了受体激酶FER响应环境变化调控RNA代谢的新通路

① 受体激酶通常通过“多步骤”调控mRNA的转录，实现对环境的响应。本项目发现了RALF1-FER利用核质穿梭蛋白EBP1直接调控mRNA转录的新机制。②受体激酶响应环境信号后，对RNA代谢的调控机制尚不深入。本项目发现FER感受外界信号后，通过翻译起始因子eIF4E调控mRNA翻译，促进根毛极性生长，从而揭示了植物受体激酶FER调控mRNA原位翻译的机制。上述成果首次系统阐述了RLK通过调控RNA代谢作为信号输出的新通路。

3）阐明了受体激酶FER调节植物种子大小及品质等重要农艺性状的新机制，为作物育种提供了新理论和技术支持

受体激酶FER通过对RNA代谢的调控影响农艺性状还未曾研究。①本项目发现了OsFLR1通过调控淀粉合成SSII-2、AMYC2等基因的表达，降低稻米直链淀粉的含量，从而影响稻米品质。②阐明了OsFLR1通过抑制OsRac1活性调控颖壳细胞的分裂，从而调控水稻种子大小的新机制。上述成果揭示了RALF-FER调控RNA代谢，影响农艺性状形成的新通路。

5篇代表性论文发表在Molecular Plant,PNAS,PLoS Biology等国际权威期刊，其中1篇入选Mol Plant 2020年度最佳论文，2篇入选封面论文，2篇ESI高被引论文，3篇被亮点评述，1篇被Faculty Opinions点评推荐2次。SCI他引用500次，总他引560次。项目第一完成人于峰入选教育部“青年长江学者”；荣获卫志明青年创新奖，第十一届湖南省青年科技奖，应邀在国内外会议和知名学术机构做特邀报告30余次，项目成员刘选明主编十二五规划教材“植物细胞组织培养技术”一本。该项目组在受体激酶的环境适应性领域取得系统性的原创成果，开辟了受体激酶介导的RNA代谢的研究方向，产生了重要的国际影响。

代表作目录

1.Nematode-encoded RALF Peptide Mimics Facilitate Parasitism through the FERONIA Receptor Kinase in Plant/ Molecular Plant/ Xin Zhang, Huan Peng, Sirui Zhu, Junjie Xing, Xin Li, Zhaozhong Zhu, Jingyuan Zheng, Long Wang, Bingqian Wang, Jia Chen, Zhenhua Ming, Ke Yao, Jinzhuo Jian, Sheng Luan, Devin Coleman-Derr, Hongdong Liao, Yousong Peng, Deliang Peng, Feng Yu2020年13卷1434-1454页

2. FERONIA Interacts with ABI2-type Phosphatases to Facilitate Signaling Cross-talk Between Abscisic Acid and RALF Peptide in Arabidopsis/Proc Natl Acad Sci U S A/ Jia Chen, Feng Yu, Ying Liu, Changqing Du, Xiushan Li, Sirui Zhu, Xianchun Wang, Wenzhi Lan, Pedro L Rodriguez, Xuanming Liu, Dongping Li, Liangbi Chen, Sheng Luan 2016年113卷E5519-E5527页

3. EBP1 Nuclear Accumulation Negatively Feeds Back on FERONIA-Mediated RALF1 Signaling/PLoS Biology/ Chiyu Li, Xuanming Liu, Xiaonan Qiang, Xiaoyan Li, Xiushan Li, Sirui Zhu, Long Wang, Yuan Wang, Hongdong Liao, Sheng Luan, Feng Yu 2018年16卷e2006340页

4.The RALF1–FERONIA Complex Phosphorylates eIF4E1 to Promote Protein Synthesis and Polar Root Hair Growth/Molecular Plant/ Sirui Zhu, José Manuel Estévez, Hongdong Liao, Yonghua Zhu, Tao Yang, Chiyu Li, Yichuan Wang, Lan Li, Xuanming Liu, Javier Martinez Pacheco, Hongwei Guo, Feng Yu 2020年13卷698-716页

5. Roles of FERONIA-Like Receptor genes in regulating grain size and quality in rice/Sci China Life Sci/Long Wang, Dandan Wang, Zhuhong Yang, Shun Jiang, Jianing Qu , Wei He, Zhenming Liu , Junjie Xing, Youchu Ma, Qinlu Lin, Feng Yu 2021年64卷294-310页

主要完成人

于峰，汪龙，朱思睿,刘选明，陈良碧，邢俊杰

主要完成单位

单位名称:湖南大学 排名:1单位性质:高等院校

单位名称:湖南师范大学 排名:2单位性质:高等院校

单位名称:湖南省农业科学院 排名:3单位性质:科研院所

完成人合作关系说明

1.合作基础

本项目中四人在湖南大学生物学院从事科研工作，一人在湖南师范大学从事科研工作，一人在湖南省农业科学院从事科研工作，共同从事植物环境适应性相关的科研工作，构成了本项目的系列研究成果，具体情况如下：

（1）各完成人在项目执行过程中，共同发表了项目中列出的系列研究论文，先后承担了若干国家级及省级自然科学基金。

（2）本项目的第二完成人汪龙、第三完成人朱思睿、第六完成人均在第一完成人于峰教授联合指导下获取的博士学位，并均为第一完成人的博士后，目前汪龙，朱思睿已留校任教。

（3）本项目的第五完成人陈良碧为第一完成人的博士期间导师，本项目的第四完成人刘选明与第一完成人联合培养了多名博士研究生，合作了本项目的多个课题。

（4）本项目的第六完成人邢俊杰为第一完成人的合作者，联合培养了博士生阳祝红，合作了本项目的多个课题。

2.合作关系

本项目的六位完成人之间存在密切的合作关系，项目完成人通过共同完成3项国家自然科学基金（国家自然科学基金面上项目，31371244，两个E3连接酶在FERONIA信号通路中的作用研究；国家自然科学基金面上项目，31571444，受体蛋白激酶FERONIA响应RALF多肽信号的机制；国家自然科学基金青年项目，31400232，磷酸酶ABI2在受体蛋白激酶FERONIA调控脱落酸与逆境响应中的分子机制研究），1项中国博士后科学基金（中国博士后科学基金，2019M662763，RALF1多肽通过FERONIA受体激酶调控RNA可变剪接的机制），1项湖南省自然科学基金（湖南省自然科学基金青年项目，2015JJ3048、受体蛋白激酶FERONIA在乙烯合成中的功能分析），通过联合培养研究生等方式开展了实质性的合作，取得了丰硕的成果。

5篇代表性论文全部由项目完成人合作完成。朱思睿，汪龙，邢俊杰，于峰合作完成代表性论文1；刘选明，朱思睿，于峰，陈良碧合作完成代表性论文2；刘选明，朱思睿，汪龙，于峰合作完成代表性论文3；朱思睿，刘选明，于峰合作完成论文4；汪龙，于峰，邢俊杰合作完成论文5。