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《Planta》于2025年迎来了其出版的第100周年。这一契机促使该期刊回顾其发展历程，反思其发表的关键研究成果，并展望植物生物学研究如何持续演变。《Planta》现已成为一本国际性期刊，但其最初是一份名为《Planta: Archiv für Wissen
《Planta》于2025年迎来了其出版的第100周年。这一契机促使该期刊回顾其发展历程，反思其发表的关键研究成果，并展望植物生物学研究如何持续演变。《Planta》现已成为一本国际性期刊，但其最初是一份名为《Planta: Archiv für Wissenschaftliche Botanik》（意为“植物学：科学植物学档案”）的德语期刊。由Wilhelm Ruhland（德国莱比锡）和Hans Winkler（德国汉堡）领导，该期刊于1925年2月24日出版了第一期，共收录4篇文章，分别报道了Beggiatoa mirabilis细胞通透性、化学药剂对气孔保卫细胞淀粉含量和渗透参数的影响、负向地性植物器官中地性感应的分布，以及原生质膜。到2025年，《Planta》发表了304篇文章。期刊的发展在很大程度上得益于二战后决定明确欢迎使用更多“会议”语言（即英语）撰写的稿件。这一转变始于1957年第一篇英文文章的发表，并于1971年正式更名为《Planta: An International Journal of Plant Biology》，使《Planta》能够在全球范围内发表和传播研究成果。为纪念创刊百年，《Planta》邀请了一系列观点文章，反思期刊上发表的关键研究。这些观点文章已被汇编成于2025年和2026年出版的“百年纪念文集”。
《Planta》百年回顾：植物生物学研究的世纪征程与未来展望
研究背景与意义
《Planta》作为植物生物学领域的权威国际期刊，于2025年迎来了创刊100周年的里程碑时刻。这本期刊最初以德语《Planta: Archiv für Wissenschaftliche Botanik》创刊，由Wilhelm Ruhland和Hans Winkler领导，首期于1925年2月24日出版，仅包含4篇关于细胞通透性、气孔生理、地性感应和原生质膜的早期研究。经过一个世纪的发展，《Planta》已从一份区域性德语刊物成长为全球性的植物科学核心期刊，其转型的关键节点包括二战后明确接受英语等“会议语言”稿件，以及1971年正式更名为《Planta: An International Journal of Plant Biology》。截至2025年，该期刊年发文量已达304篇。为了系统梳理百年来的重要科学发现并展望未来方向，期刊邀请了多位顶尖科学家撰写系列观点文章，汇编成“百年纪念文集”。该文集聚焦于光合作用与代谢、激素与信号转导、植物学新发现以及分子机制等核心领域，旨在为学界提供一份反映学科演进脉络的综合性回顾。
研究方法与技术路线
研究人员采用综述与观点文章相结合的编纂方式，邀请在各自领域做出重大贡献的杰出科学家，基于其在《Planta》上发表的经典高被引论文，系统回顾关键发现的历程及其科学影响。主要涉及的技术方法包括：数学模型构建（如C3植物叶片CO2同化的生化模型）、气体交换测量系统、遗传筛选与突变体分析（如拟南芥Arabidopsis thaliana的遗传筛选）、植物转基因技术（如反义RNA技术降低Rubisco水平）、免疫定位技术（如生长素分子的免疫定位）、空间飞行实验、单细胞转录组学、蛋白质生物化学、基因组学、成像技术、数学建模以及脂质组学质谱分析技术。
研究结果
光合作用与代谢研究里程碑
研究人员指出，von Caemmerer和Farquhar等人建立的C3植物叶片光合作用生化模型（Farquhar et al., 1980; von Caemmerer and Farquhar, 1981）是《Planta》史上被引次数最高的文章之一。这些研究阐明了二氧化碳扩散在叶片中的调控机制，其气体扩散模型至今仍被全球现代气体交换测量系统所采用，并为作物育种优化提供了理论基础。Walker和Schroeder进一步探讨了光呼吸在环境变化条件下能量平衡中的作用，强调需要更多全基因组规模的代谢研究来完全理解光呼吸通量及其对植物生产力的影响。Stitt则通过烟草反义植株逐步降低Rubisco含量的策略，揭示了Rubisco及其他卡尔文循环酶在植物能量代谢网络中的核心角色，表明理解这一能量网络对于优化田间作物的光合性能至关重要。
独特植物表型与新发现
研究人员总结了四项具有应用潜力的重要发现。Bartels等人回顾了对复苏植物Craterostigma plantagineum的首个分子分析，揭示了耐旱性是涉及基因组、转录组和代谢组层面复杂网络调控的过程，这为将耐旱机制转化为干旱时期作物生产力提升提供了可能。Barthlott描述了“莲花效应”（超疏水自清洁植物表面）的发现及其引发的跨学科影响，该研究不仅深化了对植物表面结构的理解，更在材料科学和物理学领域产生了广泛的技术应用。Kiss回顾了植物重力感知的研究历程，从早期基于Chara假根和水芹根的模型，到利用突变体分析和空间飞行实验揭示重力感知细胞的本质，展现了该领域假设不断修正与验证的科学进程。Routaboul等人则聚焦类黄酮代谢，指出对类黄酮生物合成途径的解析不仅在基础生物学研究中取得重要发现，还在食品生产、植物育种和医学应用等生物技术领域展现出巨大潜力。
激素信号通路研究
研究人员重点阐述了生长素、脱落酸（ABA）和赤霉素（GA）三大激素的研究进展。Aloni描述了生长素如何诱导和控制叶片维管分化及脉序模式形成，并概述了生长素在花器官模式建成中的作用。Berleth等人讨论了MONOPTEROS（ARF5/MP）在胚胎发生和植物发育过程中轴形成的重要性，特别是MP介导生长素流“渠道化”的假说，并回顾了早期发育遗传学家受果蝇领域启发、通过大规模遗传筛选克隆植物发育关键基因的历程。Nguyen等人回溯了Maarten Koornneef团队利用拟南芥遗传学解析种子发育过程中ABA母本和合子起源的开创性工作，发现休眠诱导主要依赖于合子组织产生的ABA，而近期结合遗传学和单细胞转录组学的研究进一步深入揭示了ABA的转运和生物合成机制。Hedden则介绍了赤霉素研究中的两个重要实验体系：基于糊粉层α-淀粉酶活性的生物测定法，以及利用张力计测量突破胚乳所需力量的实验方法，这两项技术为后续赤霉素在种子萌发中作用的研究奠定了基础。
活性氧（ROS）信号与代谢研究
研究人员指出，活性氧现已被认为是重要的信号分子。Noctor回顾了H2O2代谢系统的历史，重点阐述了20世纪70年代中期提出的抗坏血酸-谷胱甘肽途径（即Foyer-Halliwell-Asada途径），该途径首次将抗坏血酸和谷胱甘肽与叶绿体中H2O2的还原联系起来。研究表明，植物拥有多种ROS清除途径，这反映了植物在氧化还原调控方面的复杂性。
未来研究方向与技术前沿
研究人员展望了三个推动植物科学未来发展的关键技术方向。Coupland带领读者回顾了从20世纪20年代至今关于开花调控的发现历程，包括植物如何测量日照长度、成花素的本质以及植物如何响应春化作用，指出当前及未来的研究将综合运用蛋白质生物化学、基因组学、成像技术和数学建模来深化对成花诱导机制的理解。Toh等人阐述了可变剪接在植物胁迫响应中的重要性，指出可变剪接在植物应对胁迫时比动物更为常见，未来可能被用于筛选对气候变化或生物胁迫更具抵抗力的作物品种。Gutbrod和D?rmann则展示了脂质组学技术的现状，强调脂质不仅是重要的能量来源和细胞结构组分，还充当核心信号分子，而先进的质谱分析技术为解析不同脂类类别及其功能开辟了新途径。
结论与展望
研究人员总结道，百年纪念文集的回顾性文章清晰地勾勒出植物科学领域重大发展的历史脉络。展望未来，随着新型分子与分析技术的应用、精密灵敏设备的普及以及新模型物种的引入，植物科学领域将持续涌现新的、有时甚至是意想不到的发现。研究人员特别指出，人工智能与科研的深度融合将深刻影响科学出版物和科学进步本身。他们坚信，科学传播将继续发挥重要作用，并期待学界继续向《Planta》投稿，共同书写下一个百年的精彩篇章。
