粮安天下，农稳社稷。中国是14亿人口的大国，保障粮食供给事关国家安全和发展大局。当前世界粮食安全形势依然严峻，联合国联合多家机构发布的2024年《世界粮食安全和营养状况》报告显示，2023年，全球约有7.33亿人面临饥饿。在世界粮食计划署开展行动的71个国家中，有3.09亿人面临突发性粮食不安全状况。全球气候变化导致农业灾害频发，尤其是高温热浪造成农作物大幅减产，进一步加剧了全球粮食安全风险。据测算，在现有粮食生产技术水平下，平均气温比工业革命前每上升1摄氏度，粮食产量平均下降6%至8%。国家统计数据显示，2023年，我国农作物受灾面积约1.58亿亩，产量损失达1000亿斤以上。

创新育种策略，对于突破作物单产提升瓶颈，培育“顺境高产逆境稳产”的环境智能型作物至关重要。在全球学术界，Cell、Nature和Science三大期刊被统称为“CNS”，因其卓越的学术质量和顶级的国际影响力，代表了当下科学领域的最高水平和前沿研究方向。在生命科学领域，这三本国际顶级期刊上发表研究成果，通常被认为是科学家们在自己研究领域内取得重要突破和里程碑式的重大发现。 

根据我们整理统计发现  

截止2024年12月30日

2024年国内在农业/植物科学领域以国内研究机构或高校为第一单位的CNS文章总共发表了27篇，包括8篇Cell，9篇Nature和10篇Science。

截止2023年12月30日

2023年国内在农业/植物科学领域以国内研究机构或高校为第一单位的CNS文章总共发表了37篇，包括13篇Cell，14篇Nature和10篇Science。

截止2022年12月30日

2022年国内在农业/植物科学领域以国内研究机构或高校为第一单位的CNS文章总共发表29篇，包括7篇Cell，11篇Nature和11篇Science。

连续三年来，我国农业/植物领域的高水平文章的发表呈现出稳健增长的趋势，其中部分CNS文章在农业领域应用展现了广阔的前景，对于高产优质新品种培育发挥了重要的作用。

2024年Cell文章

1.2024年3月1日，国际学术期刊 Cell以封面文章形式在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心张余研究团队和华中农业大学周菲研究团队合作完成的研究成果，题为“Cryo-EM structures of the plant plastid-encoded RNA polymerase”。研究团队基于叶绿体转化技术，成功建立了烟草叶片中纯化内源PEP的方法，解析了叶绿体RNA聚合酶PEP复合物和PEP转录延伸复合物的高分辨率冷冻电镜结构，揭示了叶绿体基因转录机器的亚基组成、亚基组装方式、特殊功能和功能适应性演化，为进一步研究叶绿体中转录调控的机制和功能提供了结构基础。

2.2024年5月22日，山东农业大学/中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究组在国际著名学术期刊Cell上发表题为“Peptide REF1 is a local wound signal promoting plant regeneration”的研究论文，首次鉴定到诱发植物再生的原初受伤信号分子——再生因子REF1，并系统揭示了REF1调控组织修复和器官再生的信号转导网络，同时证明了REF1在植物转基因、基因编辑领域的巨大应用价值。

3.2024年5月28日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王佳伟研究组在Cell在线发表了题为“Reciprocal conversion between annual and polycarpic perennial flowering behavior in the Brassicaceae”的研究论文。该研究首先建立了两个多年生模式植物，使之与近缘一年生植物杂交，构建起两个跨物种遗传群体，再采用正向遗传学的手段定位到了三个决定植物多年生的MADS-box基因。进一步发现，植物的生活史策略演化是由这三个基因剂量叠加所决定的连续过程，尤为重要的是，只需在一年生植物中转入三个基因中的一个，就足以使其生活史策略转向多次结实多年生。

4.2024年9月23日，北京大学现代农学院王继纵课题组与邓兴旺课题组合作在Cell发表了题为“Light-induced remodeling of phytochrome B enables signal transduction by phytochrome-interacting factor”的研究论文，揭示了长期以来期待的phyB光信号转导的最初反应机制。

5.2024年11月4日，中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队青年研究员王冰等人在 Cell 期刊发表了题为“Regulatory mechanisms of strigolactone perception in rice”的研究论文。该研究发现了植物激素独脚金内酯信号感知机制及其在氮素响应中的关键作用，阐明了植物如何通过调控独脚金内酯信号感受途径中的“油门”和“刹车”，“聪明灵活”地调控不同环境中独脚金内酯信号感受的持续时间和信号强度，进而改变植物株型。

6.2024年11月12日，Cell杂志在线发表了华中农业大学严建兵教授团队的研究论文“A Zea genus-specific micropeptide controls kernel dehydration in maize”，为打开籽粒脱水这扇大门找到了一把有效的钥匙。研究鉴定到一个影响籽粒脱水的小肽microRPG1，是玉米及其近缘种中特有的一种含31个氨基酸的新型小肽，由非编码序列从头起源，通过精确调节乙烯信号通路关键基因的表达来控制籽粒脱水。该研究首次揭示了玉米籽粒脱水的分子机制，为快脱水宜机收玉米培育奠定重要基础。

7.2024年11月15日，深圳大学刘宏涛课题组在著名国际顶尖学术期刊Cell在线发表了题为“The Arabidopsis blue-light photoreceptor CRY2 is active in darkness to inhibit root growth”的研究论文。该文打破传统研究框架，首次揭示蓝光受体隐花素CRY在非光激发态具有特异功能，表明蓝光不仅能“激活”CRY功能，也能“失活”CRY功能。

8.2024年12月14日，中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员带领的科研团队在Cell上发表了题为“Engineering source–sink relations by prime editing confers heat-stress resilience in tomato and rice”的研究论文。该研究针对高温逆境导致的番茄落花落果、品质低下，水稻秃尖、瘪壳等引起主要粮食和蔬菜作物大幅减产的农业生产实际问题，创建了环境智能高产稳产育种技术，创制了顺境高产逆境稳产的作物新种质。

2024年Nature文章

1.2024年5月15日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队、张余团队以及何祖华院士团队在Nature发表了题为“Release of a ubiquitin brake activates OsCERK1-triggered immunity in rice”的研究论文，揭示了E3泛素连接酶OsCIE1与OsCERK1互作精细调控共生产量与免疫平衡的分子机制，为深入理解植物利用免疫系统这把双刃剑协调抗病、共生和生长的平衡奠定了理论基础。他们的研究工作不仅揭示了植物识别区分共生菌与病原菌的分子机制，也为作物通过微生物高效获取营养奠定了坚实的基础。

2.2024年5月15日，由中国科学院武汉植物园/中国科学院中-非联合研究中心（以下简称“中-非中心”）牵头，联合英国伦敦玛丽女王大学、英国皇家植物园邱园、华大基因、马达加斯加塔那那利佛大学、肯尼亚国家博物馆、上海辰山植物园等科研机构，在Nature发表了题为“The rise of baobab trees in Madagascar”的研究论文，系统阐明了全球关注的濒危植物类群——猴面包树属的多样性演化历史，提出马达加斯加应为该属的起源分化中心，研究通过综合遗传、生态、地理数据分析，重点揭示了马达加斯加猴面包树历史种群动态变化的驱动因素，并就其未来保护提出科学、有效的保护策略及建议。

3.2024年5月22日，湖南农业大学远方、刘峰及美国杜克大学裴真明共同通讯在Nature在线发表题为“Osmosensor-mediated control of Ca2+ spiking in pollen germination”的研究论文，该研究鉴定了拟南芥中真正的细胞表面低渗透传感器，并发现花粉Ca2+峰值是由水通过这些低渗透传感器直接控制的。该研究在大肠杆菌中建立了一个低渗透敏感通道的功能表达筛选，并鉴定出OSCA2.1，它是高渗透压门控钙渗透通道(OSCA)蛋白家族的一员。

4.2024年6月12日，Nature 杂志在线发表了中国农业大学田丰课题组和李继刚课题组的合作研究论文“Maize smart-canopy architecture enhances yield at high densities”。该研究首次在玉米中鉴定到“智慧株型”基因lac1，揭示了光信号动态调控 lac1 促使玉米适应密植的分子机制，建立了“一步成系”的单倍体诱导编辑技术体系。鉴于该研究的重要性，Nature杂志选择以“文章加速预览”（Accelerated Article Preview）模式在线发表上述研究成果。该研究建立了以HI3为代表的单倍体诱导系遗传转化体系，实现了基因编辑载体直接转化单倍体诱导系、当代诱导编辑的“一步成系”目标。“一步成系”单倍体诱导编辑技术体系的建立为商业品种快速定向修饰、多性状协同改良、野生种从头驯化等提供了强大工具。

5.2024年6月12日，西湖大学生命科学学院柴继杰团队及合作者的突破性研究成果在Nature 杂志在线发表“Oligomerization-mediated autoinhibition and cofactor binding of a plant NLR”，他们发现了此前未曾被发现的一类NLR介导植物免疫的独特机制。该发现有望将抗病蛋白的知识，能够真正应用到农业生产中去，在不影响植物生长，不影响粮食产量的情况下，让植物能够尽量抗病虫害。

6.2024年6月17日23时，国际顶尖期刊Nature刊登了中国农业科学院深圳农业基因组研究所程时锋团队，联合英国约翰·英纳斯中心等国内外多家优势单位完成的最新研究成果，题为“Harnessing Landrace Diversity Empowers Wheat Breeding”。 研究引进了英国约翰·英纳斯中心保藏的百年前收集的来自世界三十多个国家的全套小麦种质资源，开展了小麦群体全基因组变异图谱构建、大规模的表型鉴定、遗传作图群体构建，以及挖掘了控制137个性状背后的侯选基因、单倍型和相关变异等系列工作。这是国际“谷-豆”计划开展以来的重要成果，是全球小麦科学研究工作的一大里程碑，为全球农业科技发展贡献了中国智慧和中国力量。 

7.2024年10月9日，清华大学方晓峰实验室与合作者在 Nature 期刊发表了题为“Biomolecular condensates mediate bending and scission of endosome membranes”的研究论文。该研究揭示了植物蛋白FREE1相分离形成凝聚体，通过润湿作用诱导内体膜的内陷和不稳定性，足以在不依赖ESCRT机器和ATP的情况下介导腔内小泡（ILV）的形成。

8.2024年11月12日，中国农业科学院基因组所黄三文院士团队，中国农业科学院蔬菜花卉研究所张金喆副研究员，山东省农业科学院蔬菜花卉研究所吕宏君助理研究员等，联合在国际顶级期刊Nature上发表了题为“Releasing a sugar brake generates sweeter tomato without yield penalty”的研究论文。该研究通过全基因组关联分析鉴定到一个抑制果实糖积累的刹车基因CDPK27及其同源基因CDPK26，通过基因编辑两个基因，可使番茄果实糖含量增加高达30%，且不影响单果重和单株产量，该发现阐明了果实糖积累的调控机制，为解决番茄育种中兼顾品质和产量的难题提供了新思路。

9.2024年11月28日，中国农业大学联合中国农业科学院作物科学研究所等科研院校，在国际顶级期刊Nature上发表了题为“an-genome bridges wheat structural variations with habitat and breeding”的研究论文。在基因组水平全面展示了20世纪50年代以来中国小麦育种历史，揭示了不同层次的结构变异对小麦适应性和育种的影响，为全球种质资源的整合和利用，未来小麦智能设计育种提供了重要基因组支撑以及新的视角和策略。

2024年Science文章

1.2024年1月25日，中国农业科学院农业基因组研究所闫建斌及北京大学雷晓光共同通讯在Science 在线发表题为“Characterization and heterologous reconstitution of Taxus biosynthetic enzymes leading to baccatin III”的研究论文，该研究发现了一种双功能细胞色素P450酶(Taxane oxetanase，TOT)，它催化紫杉醇oxetane形成中的氧化重排，代表了以前未知的oxetane环形成的酶机制。该研究建立了基于紫杉素（taxusin）生物合成途径的筛选策略，并发现了负责紫杉烷氧化C9位置(T9αH)的酶。最后，该研究在烟草中人工重组了一种生产baccatin III的生物合成途径。

2.2024年2月8日，华中农业大学邓秀新院士及张飞团队共同通讯在Science 在线发表题为“Molecular regulation of oil gland development and biosynthesis of essential oils in Citrus spp”的封面研究论文，该研究揭示了柑橘油胞形成的分子框架。该研究为提升金柑类果实鲜食品质和增加甜橙、柠檬等精油产值提供重要理论基础。

3.2024年2月15日，国际顶级学术期刊Science发表了清华大学柴继杰和南京农业大学王源超团队合作的最新相关研究成果，题为“A plant mechanism of hijacking pathogen virulence factors to trigger innate immunity”的研究论文。文章对病原体和它们的宿主都在进行军备竞赛，以抢占先机提供了全新视角。了解植物如何保护自己，对世界粮食安全至关重要。

4.2024年3月8日，由中国农业科学院作物科学研究所童红宁研究员领衔的研究团队在Science上“Enhancing rice panicle branching and grain yield through tissue-specific brassinosteroid inhibition”发表。报道了对复粒稻多粒簇生形成机制的全面破译，发现控制簇生形成的基因编码植物激素油菜素甾醇（BR）的代谢基因，因复粒稻中该基因前存在复杂的染色体结构变异，导致该基因特异地在水稻穗分枝发育过程中被激活，并通过由BR水平改变诱发的一系列分子事件，促进了水稻穗分枝和穗粒数，最终导致产量增加。

5.2024年5月24日Science在线发表了中国科学院地质与地球物理研究所科研团队与浙江省文物考古研究所、临沂大学、上山遗址管理中心等全国13个单位的专家合作的题为“Rice’s trajectory from wild to domesticated in East Asia”的研究论文，该研究利用植硅体微体化石分析等方法开展了浙江上山文化区水稻起源研究，揭示了水稻从野生到驯化跨越十万年的连续演化史。这项研究为理解人类社会的发展、农业文明的起源提供了新的证据，也进一步确认了我国是世界水稻的起源地，以及上山文化在世界农业起源中的重要地位。

6.2024年7月5日，上海师范大学黄学辉团队在Science发表了题为“Genomic investigation of 18,421 lines reveals the genetic architecture of rice”的研究论文。该研究利用超大规模的水稻遗传群体(18K)，开发了水稻数量性状基因快速发掘的方法，全面发掘了水稻16个重要农艺性状的QTL基因及基因的遗传互作，构建了水稻QTL基因的遗传互作网络，系统评估了水稻QTL基因的加性和上位性效应。该研究为水稻遗传研究提供了全面的数量性状基因互作信息，将为水稻分子设计育种提供理论支持。

7.2024年11月1日，南方科技大学的郭红卫研究团队近日在Science上发表题为“A cytoplasmic osmosensing mechanism mediated by molecular crowding–sensitive DCP5”的研究论文，揭示了一条存在于植物细胞质中，由相分离蛋白DCP5介导的渗透胁迫感知与适应的新途径。

8.2024年11月8日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心何祖华院士团队、张余研究员团队，复旦大学高明君研究员团队以及浙江大学邓一文教授团队合作完成了题为“A canonical protein complex controls immune homeostasis and multipathogen resistance”的研究成果。该研究揭示了一个五组分的信号网络调控植物免疫稳态的分子机制，为培育广谱抗多种病原菌的作物新品种提供重要的理论基础和靶标基因。

9.2024年11月8日，分子植物卓越中心万里研究员团队在国际权威学术期刊Science发表“Activation of a helper NLR by plant and bacterial TIR immune signaling”研究成果。文章为发掘广谱持久抗病基因，揭示植物免疫激活调控广谱抗病的分子机制提供重要理论基础。

10.2024 年 11 月 15 日，中国科学院遗传与发育生物学研究所杨宝军、比利时根特大学Bert De Rybel共同通讯在Science在线发表题为“SPL13 controls a root apical meristem phase change by triggering oriented cell divisions”的研究论文。该研究发现了一个小分子，可以激活根尖分生组织（RAM）中SQUAMOSA启动子结合蛋白样13（SPL13）的表达，SPL13是一个已知的在茎从幼体到成体转变中的参与者。该研究提供了在相变过程中RAM中发生的年龄依赖性形态变化的分子见解。

数据来源：https://mp.weixin.qq.com/s/_uycMXBs_CQwyGh99BT3Nw