在瑞典有着地球上已知最长命的植物,近1万岁。在《庄子·猖狂游》里亦有“上古有大椿者,以八千岁为春,八千岁为秋”的描画。植物之是以能活数千年,阻挡萌生新枝,其“芳华密码”就在于干细胞。
植物究竟如何施展干细胞功能以再生?北京时间2025年12月5日,中国科学院分子植物科学寥落翻新中心杨卫兵团队在外洋巨擘学术期刊《科学》发表论文,为这一紧迫前沿问题提供了关节谜底,即细胞壁当作植物细胞的“外骨骼”,其力学特质在干细胞调控中演出着中枢变装。
杨卫兵磋磨员(中)与论文第一作家朱先苗(左)和陈兴(右)
植物干细胞直径不及0.1毫米,在这东说念主类头发丝般粗细的空间,却赋存着无尽自我更新。其效果和花式,径直决定了作物的产量和品性。
动物莫得细胞壁,只消细胞膜。而植物细胞储存了约4500亿吨碳,主要位于细胞壁中。因此,细胞壁是地球上规模最大的生物资神志。如斯明显区别于动物的细胞壁,是否会影响植物干细胞的运说念呢?
杨卫兵的这一追问始于十年前。其时,他在英国剑桥大学从事博士后使命,花了6年时间磋磨干细胞的细胞壁到底长什么样。2020年归国建筑我方的课题组后,他对这个问题进行了愈加深刻的磋磨。
“咱们不雅察到了一种前所未有的现象,细胞壁的主要要素果胶呈现出天差地远的空间散布。”杨卫兵先容,重生细胞横壁偏“软”,而熟悉的细胞壁则更“硬”。这种私有的动态变化,像是收尾干细胞运说念的一个“中枢开关”,带领其在不同气象间调治。
磋磨进一步发现,崇拜“软化”细胞壁的酶的mRNA(信使分子),的确被奥密地储存在细胞核中。它就像一个“时间胶囊”,直到特定时刻才被开释——只消在细胞永别的关节时刻,“中枢开关”才会来源。这是之前从未被发现的全新基因抒发调控花式。
“这一发现让咱们目下豁然机动。”杨卫兵说。
磋磨团队尝试着对水稻细胞壁进行调控后,不仅普及了产量,况兼水稻性状踏实。值得抠门的是,该调控机制在玉米、大豆、番茄等多种作物中多半存在。
这项磋磨展现了人命调控前所未有的精妙维度,通过对植物细胞壁“智能时间”的再行编码,有望竣事农作物滋长花式与产量性状的精确打算,从而教唆愈加高产抗逆的改日作物,普及植物固碳才智。关于一些濒危植物,也可通过改动细胞壁,来普及干细胞活性和植株再生才智。
