植物何以擁有強(qiáng)大再生力？《科學(xué)》揭秘關(guān)鍵在細(xì)胞壁

來源：央視新聞

記者：帥俊全、褚爾嘉

植物在其整個(gè)生命周期中能夠持續(xù)不斷地產(chǎn)生新的枝、葉、花與果實(shí)，這一切的生命律動(dòng)，都源于一類核心的細(xì)胞群——植物干細(xì)胞。它們分布于莖頂端、根尖等“生長中樞”，通過精確的分裂與分化，繪制出植物生長的藍(lán)圖。也正是由于干細(xì)胞活性的精妙調(diào)控，塑造了全球約39萬種植物的多樣形態(tài)。

那么，植物是如何維持其干細(xì)胞功能以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的再生能力？探索這一核心問題，不僅是植物科學(xué)研究的重要前沿，也將為提高作物產(chǎn)量、改良果蔬品質(zhì)、增強(qiáng)林木環(huán)境適應(yīng)性開辟全新的理論框架與技術(shù)途徑。

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心楊衛(wèi)兵等科研人員組成的科研團(tuán)隊(duì)最新研究為解答上述問題找到了答案。細(xì)胞壁作為植物細(xì)胞的“外骨骼”，其力學(xué)特性在干細(xì)胞調(diào)控中扮演著核心角色。研究發(fā)現(xiàn)，在植物莖尖干細(xì)胞區(qū)域，細(xì)胞壁的主要成分果膠呈現(xiàn)出獨(dú)特的“二元分布”模式：新形成的細(xì)胞橫壁偏“軟”，富含去甲酯化果膠；而成熟的細(xì)胞壁則更“硬”，以高度甲酯化的果膠為主。這種“軟硬兼?zhèn)洹钡臅r(shí)空構(gòu)型，對維持干細(xì)胞微環(huán)境穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。相關(guān)研究成果于北京時(shí)間12月5日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。

這項(xiàng)研究基于“細(xì)胞壁精準(zhǔn)設(shè)計(jì)”策略，有望提升作物分生組織活性和產(chǎn)量潛力，為培育高產(chǎn)高效作物、保障國家糧食安全、助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，提供關(guān)鍵的理論支撐和技術(shù)路徑，對于推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技源頭創(chuàng)新、賦能未來作物設(shè)計(jì)育種具有重要意義。