《Nature Genetics》2025年植物领域研究发文趋势分析 |

发布于 2026年1月12日

2025年，《Nature Genetics》作为基因组学领域的顶尖期刊，收录了多篇植物领域的突破性研究成果，涵盖作物改良、逆境适应、演化机制等核心方向，其研究思路、技术组合与验证策略为植物科研工作者提供了重要参考。本文对该期刊发表的植物科学领域文章进行系统整理与分析。

发表数量

2025年，Nature Genetics共发表文章246篇，其中研究型论文（Article）211篇，其余为少量评述、简报等类型文章。该期刊为月刊（Volume 57，Issues1-12）,各期论文数量略有差异，但全年发表整体均匀，总发表量较上年稳中有升。在所有发表文章中，植物相关文章仅39篇，占比约16%。

核心研究物种

从物种分布来看，2025年度Nature Genetics上发表的植物文章中，小麦占比最高，年发文量7篇。其中，2025年6月9日，该期刊同时在线发表三篇小麦抗病领域的重磅研究论文；其次依次为水稻（6篇）、棉花（4篇）、玉米（3篇）等物种。这一现象也印证了作物研究在全球植物科学与农业生物育种中的核心地位。

多组学融合研究特点

2025年度Nature Genetics收录的植物研究，普遍采用“多组学联合分析”的技术策略，单一组学研究占比极低。

· 泛基因组联合多组学

通过构建物种泛基因组，结合重测序、转录组、代谢组等技术，挖掘结构变异对性状的调控作用，成为该领域的重要研究方向。2月，133个地钱样本泛基因组+基因环境关联分析研究、72个葡萄属超级泛基因组+结构变异+eQTL分析、3月，11个大豆基因组结合GWAS和转录组等研究、4月，30个苹果属泛基因组+比较基因组、24个紫花苜蓿泛基因组+SV-GWAS+全基因组选择分析、30个稻属（亚）基因组泛基因组+比较基因组研究、8个代表性花生泛基因组+遗传进化+SV-GWAS研究、7月，9种豆科植物泛基因组+比较基因组研究、8月，27个拟南芥泛基因组+结构变异分析、23个燕麦属的35个燕麦种质泛基因组+遗传进化+GWAS+功能验证、10月，70个稻属T2T泛基因组+着丝粒遗传多样性与演化规律、56个玉米种质泛基因组+SV-GWAS+eQTL研究，这些研究全面展现了泛基因组技术在植物遗传育种与演化研究中的核心应用价值及前沿发展趋势。

· 完整基因组（T2T）+多组学

当前，研究结合PacBio HiFi、ONT Ultra-long测序和Hi-C等技术，实现端粒到端粒的完整基因组（T2T）组装，为后续变异挖掘与着丝粒、端粒等机制解析提供高质量参考基因组。2025年，有多篇相关研究见刊，3篇陆地棉T2T基因组（包含陆地棉TM-1、ZM113、具有极高体细胞再生能力的Jin668）、甜橙单倍型T2T基因组、六倍体小麦T2T基因组、70个稻属AA组基因组近T2T组装、亚洲梨与欧洲梨的单倍型T2T基因组等。

六倍体现代小麦T2T基因组

四倍体陆地棉TM-1 T2T基因组

· 图位克隆+功能验证

图位克隆与功能验证是植物基因功能研究的经典核心技术组合，二者协同形成 “基因定位—功能解析”的完整研究闭环，在作物优异基因挖掘、分子育种等领域应用广泛。2025年6月9日，Nature Genetics同时在线发表三篇小麦抗病领域研究，均采用“图位克隆+功能验证”的手段，对小麦条锈病、小麦白粉病进行了基因克隆、功能验证及遗传机制解析，深化了对小麦抵御病原菌分子机制的科学认知；12月15日，南京农业大学万建民院士团队的研究通过图位克隆和转基因验证，证实调控垩白的基因是OsTPS8，揭示了水稻垩白与种子活力的协同调控新机制。

· 基因组组装+多组学

高质量参考基因组是植物多组学研究的基石，其完整性、准确性直接决定了重测序比对、转录组定量、代谢组关联分析等下游研究的可靠性。尽管当前植物基因组测序与组装技术飞速发展，单仍存在某些亚种、品种、野生近缘种的基因组空缺。2025年相关研究成果显著：1月3日，广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室张积森团队解析了现代栽培甘蔗的复杂基因组，结合群体测序挖掘甘蔗糖份相关位点；3月，通过3个烟草基因组+5,196份简化基因组测序，揭示重要模式植物基因组进化与复杂性状调控机制；8月，完成亚洲梨与欧洲梨高质量基因组组装，结合362份不同种质重测序数据，揭示亚洲梨和欧洲梨的演化历史，开展果实品质相关SV-GWAS研究；11月，通过甜玉米基因组组装，结合转录组、代谢组和功能验证的系统整合分析，全面揭示了甜玉米风味形成的遗传与分子机制。

· 群体重测序+多组学

群体重测序与多组学（转录组、代谢组、表观组等）的联合应用，是解析植物复杂性状遗传机制、挖掘优异基因的核心技术范式，尤其在植物育种与物种演化研究中价值突出。例如，在水稻纹枯病抗性研究中，通过对178份商业水稻进行测序和人工接种，结合GWAS分析与重测序，发现了天然优势等位基因SBRR1，并完成遗传机制解析和基因功能验证；在小麦条锈病研究中，对来自全球2,191个小麦种质的变异组数据和超过47,000条跨多种环境和病原菌品系的YR抗性数据，利用GWAS分析分析抗性基因位点，克隆抗性基因并评估其有效性；在1325份茶树及其近缘种重测序研究中，揭示茶树与其近缘种的遗传分化、进化瓶颈、种间基因渗入以及野生资源保护现状，同时结合GWAS和mGWAS鉴定了叶片形态、儿茶素、咖啡因等农艺性状及风味代谢物的关键候选基因；在甜橙的起源与在驯化研究中，收集测序226份柑橘材料，组装了甜橙和酸橙的T2T基因组以及4个相关柑橘品种的基因组，明确甜橙起源于酸橙与柑橘的杂交。

此外，泛转录组研究、植物串联激酶蛋白（TKPs）研究、化学转录组研究水稻耐热性、小麦串联激酶RWT4作用机制研究等也取得了一定进展。

验证方法

为确保研究结论的可靠性与实用性，文章普遍采用分子验证、表型验证、群体验证相结合的方法。

分子层面验证：通过基因克隆、表达分析（qPCR、转录组）、蛋白互作实验（酵母双杂交、ChIP-seq）等，验证基因功能与调控关系。玉米研究通过双荧光素酶报告实验等验证转录因子结合位点变异对基因表达的影响；紫花苜蓿研究通过表达差异分析筛选耐盐候选基因MsMAP65。

表型层面验证：通过基因编辑（CRISPR-Cas9）、过表达等转基因技术，构建突变体或过表达植株，验证基因对目标性状的调控作用。紫花苜蓿研究通过过表达MsGA3ox1基因，证实其可显著提高叶片数量、降低茎叶比，提升饲用品质。

群体与田间验证：通过大规模自然群体的基因型与表型关联分析，验证遗传变异的普遍性；结合田间试验验证性状改良效果，确保成果的育种应用价值。陆地棉研究通过品种推广面积与田间表现，验证早熟品种的生产适用性；紫花苜蓿研究通过基因组选择分析，验证结构变异标记对性状预测的准确性优于SNP标记。

发表单位

2025年Nature Genetics植物类文章发表单位以中国科研机构为主导，在全球39篇植物科学领域的文章中，第一单位来自中国的文章达30篇，占总数的约77%。核心单位包括南京农业大学、华中农业大学、中国农业大学、浙江大学、中国农业科学院棉花研究所、北京大学现代农业研究院等；国际合作方面，加州大学戴维斯分校、以色列海法大学、比利时根特大学、澳大利亚莫纳什大学等机构较活跃。