文章信息

文章题目：Rewiring an E3 ligase enhances cold resilience and phosphate use in maize

期刊：Nature

发表时间：2026 年 2 月 26 日

主要内容：中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室杨淑华和施怡婷团队在 Nature 发表题为“Rewiring an E3 ligase enhances cold resilience and phosphate use in maize”的研究论文。该研究系统揭示了玉米中关键 E3 泛素连接酶 NLA（NITROGEN LIMITATION ADAPTATION）在低温响应与磷吸收调控中的核心枢纽作用，阐明了其在协调逆境适应与养分利用中的关键分子机制。研究进一步结合人工智能辅助的蛋白设计与基因编辑技术，实现了 NLA 蛋白功能的定向优化与精准重塑，成功解耦了作物耐寒性与磷吸收的负相关，创制出兼具强耐寒性和高磷利用效率的新型玉米种质，有效提升了低温胁迫下的产量表现。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10142-1

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背景介绍

玉米是全球主要的经济作物，起源于热带，对低温极为敏感。为应对寒冷胁迫，玉米进化出复杂的耐寒机制，然而这种抗性的提升常以牺牲养分吸收和生长发育为代价，最终影响产量。磷是作物能量代谢和生长发育过程中不可获缺的大量营养素，低温不仅降低土壤磷的有效性，还会抑制根系对磷的吸收，诱发缺磷症状。在全球磷资源日益紧缺的背景下，如何在玉米耐寒性与磷利用效率之间取得平衡，培育出兼具抗逆性与养分高效利用的新品种，已成为保障粮食安全和农业可持续发展的重要课题。

文章概述

研究发现，玉米中 SPX-RING 型 E3 泛素连接酶 NLA 如同一个“分流阀门”，整合调控茉莉酸（JA）信号通路与磷酸盐转运过程。在低温条件下，NLA 蛋白在体内积累，一方面通过泛素化降解 JA 信号抑制因子 JAZ11，激活 JA 介导的低温信号转导通路，从而提高玉米耐冷性；另一方面，NLA 依赖其 SPX 结构域对肌醇多磷酸（InsPs）的感知能力，识别并泛素化降解磷转运蛋白 PT4，抑制根系对磷的吸收。结合人工智能（AlphaFold3）结构预测与基因编辑技术（CRISPR/Cas9），研究人员在 NLA 基因中删除 12 个碱基，构建新变体 NLAΔ12。该变体保留了促进耐冷性的功能，但解除了对磷转运蛋白 PT4 的抑制，使玉米在低温下既能增强耐冷性，又能高效吸收磷元素。田间试验结果表明，携带 NLAΔ12 的玉米材料在低温胁迫下籽粒产量较对照提高 10%-15%，展现出显著的稳产增产潜力。进一步将 NLAΔ12 与自然存在的 PT4A267 等位变异组合，后代材料在保持强耐寒性的同时，磷吸收能力进一步增强，呈现协同效应，显示出良好的育种应用前景。

本研究突破了作物耐冷性与磷利用效率难以兼顾的瓶颈，为应对气候变化下粮食稳产与资源高效利用提供了新策略，标志着我国在作物复杂性状协同调控机制解析与智能设计育种领域取得重大进展，为在气候变化背景下实现粮食稳产增产与资源高效利用提供了坚实的理论支撑。

NLA 及其新变体 NLAΔ12 调控玉米耐冷性、磷吸收效率和产量稳定性工作模型

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ProteinFind^® Anti-c-Myc Mouse Monoclonal Antibody（HT101）

抗 c-Myc 标签鼠单克隆抗体为高纯度的小鼠单克隆抗体，属 IgG₁ 同型，免疫原为人工合成的人源 c-Myc 蛋白 C 端 410-419 位多肽序列 (EQKLISEEDL)。

产品特点：

• 高纯度的抗小鼠单克隆抗体，特异性强。

• 高度特异识别重组蛋白 C 末端或 N 末端的 c-Myc 标签 (EQKLISEEDL)。

• 用于定性或定量检测 c-Myc 融合表达蛋白。   

ProteinFind^® Anti-GFP Mouse Monoclonal Antibody (HT801)

抗 GFP 标签鼠单克隆抗体为高纯度的抗小鼠单克隆抗体，属 IgG₁ 同型，免疫原为人工合成的全长 GFP 蛋白。

产品特点：

• 高纯度的抗小鼠单克隆抗体，特异性强。

• 高度特异识别重组蛋白 C 末端或 N 末端的 GFP 标签。

• 适用于定性或定量检测 GFP 融合表达蛋白。

全式金生物的产品再度亮相 Nature 期刊，不仅是对全式金生物产品卓越品质与雄厚实力的有力见证，更是生动展现了全式金生物长期秉持的“品质高于一切，精品服务客户”核心理念。一直以来，全式金生物凭借对品质的执着追求和对创新的不懈探索，其产品已成为众多科研工作者信赖的得力助手。展望未来，我们将持续推出更多优质产品，期望携手更多科研领域的杰出人才，共同攀登科学高峰，书写科研创新的辉煌篇章。

使用 ProteinFind^® Anti-c-Myc Mouse Monoclonal Antibody（HT101）产品发表的部分文章：

• Liao H, Zhao X Y, Ren K Y, et al. Rewiring an E3 ligase enhances cold resilience and phosphate use in maize[J]. Nature, 2026.(IF 48.50)

• Yang G Y, Wu M, Zhang S A, et al. Editing strigolactone hormone receptor for robust antiviral silencing in rice[J]. Cell, 2026.(IF 45.50)

• Shi J Y，Mei G, Ge F Y, et al. Resistance to Striga Parasitism through Reduction of Strigolactone Exudation[J]. Cell, 2025.(IF 45.50)

• Zeng R, Shi Y, Guo L, et al. A natural variant of COOL1 gene enhances cold tolerance for high-latitude adaptation in maize[J]. Cell, 2025.(IF 45.50)

• Wang J D, Wang J, Huang L C, et al. ABA-mediated regulation of rice grain quality and seed dormancy via the NF-YB1-SLRL2-bHLH144 Module[J]. Nature Communications, 2024.(IF 14.70)

• Zhang H, Huang C, Gao C, et al. Evolutionary-Distinct Viral Proteins Subvert Rice Broad-Spectrum Antiviral Immunity Mediated by the RAV15-MYC2 Module[J]. Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 2025.(IF 14.30)

• Li J, Liu X, Chang S, et al. The potassium transporter TaNHX2 interacts with TaGAD1 to promote drought tolerance via modulating stomatal aperture in wheat[J]. Science Advances, 2024.(IF 11.70)

• Du D, Li Z, Yuan J, et al. The TaWAK2-TaNAL1-TaDST pathway regulates leaf width via cytokinin signaling in wheat[J]. Science Advances, 2024.(IF 11.70)

使用 ProteinFind^® Anti-GFP Mouse Monoclonal Antibody（HT801）产品发表的部分文章：

• Wu M, Bian X, Huang B, et al. HD-Zip proteins modify floral structures for self-pollination in tomato[J]. Science, 2024.(IF 56.90)

• Liao H, Zhao X Y, Ren K Y, et al. Rewiring an E3 ligase enhances cold resilience and phosphate use in maize[J]. Nature, 2026.(IF 48.50)

• Zhu Z, Wang Y, Liu S, et al. Genomic atlas of 8,105 accessions reveals stepwise domestication, global dissemination, and improvement trajectories in soybean[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)

• Zeng R, Shi Y, Guo L, et al. A natural variant of COOL1 gene enhances cold tolerance for high-latitude adaptation in maize[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)

• Ma X J, Wang W, Zhang J Y, et al. NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)

• Li Y, Zhang Z, Chen J, et al. Stella safeguards the oocyte methylome by preventing de novo methylation mediated by DNMT1[J]. Nature, 2018.(IF 41.00)

• Zhao S, Makarova K S, Zheng W, et al. Widespread photosynthesis reaction centre barrel proteins are necessary for haloarchaeal cell division[J]. Nature Microbiology, 2024.(IF 28.30)

• Fan H, Quan S, Ye Q, et al. A molecular framework underlying low-nitrogen-induced early leaf senescence in Arabidopsis thaliana[J]. Molecular Plant, 2023.(IF 27.50)

• Shi Q, Xia Y, Wang Q, et al. Phytochrome B interacts with LIGULELESS1 to control plant architecture and density tolerance in maize[J]. Molecular plant, 2024.(IF 17.10)

• Wang J D, Wang J, Huang L C, et al. ABA-mediated regulation of rice grain quality and seed dormancy via the NF-YB1-SLRL2-bHLH144 Module[J]. Nature Communications, 2024.(IF 14.70)

• Jia X, Lin L, Guo S, et al. CLASP-mediated competitive binding in protein condensates directs microtubule growth[J]. Nature Communications, 2024.(IF 14.70)

• Chang J, Wu S, You T, et al. Spatiotemporal formation of glands in plants is modulated by MYB-like transcription factors[J]. Nature Communications, 2024.(IF 14.70)

• Zhang H, Huang C, Gao C, et al. Evolutionary-Distinct Viral Proteins Subvert Rice Broad-Spectrum Antiviral Immunity Mediated by the RAV15-MYC2 Module[J]. Advanced Science, 2025.(IF 14.30)

• Du D, Li Z, Jiang Z, et al. The Transcription Factor WFZP Interacts with the Chromatin Remodeler TaSYD to Regulate Root Architecture and Nitrogen Uptake Efficiency in Wheat[J]. Advanced Science, 2025.(IF 14.10)

• Meng T, Chen X, He Z, et al. ATP9A deficiency causes ADHD and aberrant endosomal recycling via modulating RAB5 and RAB11 activity[J]. Molecular Psychiatry, 2023.(IF 13.43)

• Li Y, Du Y, Huai J, et al. The RNA helicase UAP56 and the E3 ubiquitin ligase COP1 coordinately regulate alternative splicing to repress photomorphogenesis in Arabidopsis[J]. The Plant Cell, 2022.(IF 12.00)

• Shen S Y, Ma M, Bai C, et al. Optimizing rice grain size by attenuating phosphorylation-triggered functional impairment of a chromatin modifier ternary complex[J]. Developmental Cell, 2024.(IF 11.80)

• Du D, Li Z, Yuan J, et al. The TaWAK2-TaNAL1-TaDST pathway regulates leaf width via cytokinin signaling in wheat[J]. Science Advances, 2024.(IF 11.70)