科研新突破!我国科学家破解植物细胞全能性世纪难题

2025-09-17 06:54来源: 人民日报客户端

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  单个植物体细胞如何发育为完整植株?9月16日,著名学术期刊《细胞》在线发表中国科学家的科研成果,首次完整揭示了这一全过程。该成果不仅破解了困扰科学界百余年的“植物细胞全能性”机制之谜,也为作物遗传改良与高效再生提供了全新理论支撑。

科研新突破!我国科学家破解植物细胞全能性世纪难题

  气孔前体细胞的两条发育路径的模式图。受访者提供

  1902年“植物细胞全能性”概念被提出,即植物细胞可脱分化形成类似受精卵的全能干细胞,进而发育为完整植株,但其背后的分子机制始终未解。

  为揭开谜团,2005年起,论文通讯作者、山东农业大学张宪省教授率领的科研团队以拟南芥为研究对象开启探索。20年来,团队先后构建了单个体细胞直接发育成胚胎的实验技术体系,以及诱导单细胞起源的体细胞胚胎发生的稳定体系,并首次发现细胞全能性激活的“开关”是大量生长素的积累。

科研新突破!我国科学家破解植物细胞全能性世纪难题

  植物体细胞重编程形成全能干细胞的分子调控网络。受访者提供

  利用应用扫描电镜、先进的单细胞测序、显微切割转录组测序与活体成像等前沿技术,科研人员首次捕捉到单个植物细胞的分裂全过程,直观证实了植物细胞全能性的“单细胞起源”,回答了学术界长期存在的疑惑。

  团队通过深入研究,找到了触发细胞全能性的“关键钥匙”:叶片气孔前体细胞特有的基因SPCH,与人工诱导高表达的基因LEC2,二者协同作用形成“分子开关”。“就像转动一把锁需要两把钥匙,缺一不可。”张宪省说。

科研新突破!我国科学家破解植物细胞全能性世纪难题

  张宪省教授(右)和苏英华教授在讨论。受访者提供

  论文通讯作者之一、山东农业大学教授苏英华介绍,团队完整记录了细胞命运重塑的完整路径,揭示了关键的命运分岔点。在从“普通细胞”转变为“全能干细胞”的关键过渡状态下,细胞发生了深度的染色质重塑,大量沉默的基因被逐步激活,细胞命运轨迹由此产生分岔,为全能性的建立打开了大门。

  该研究在国际上首次全面解析了单个植物体细胞重编程形成全能干细胞并再生完整植株的分子机理。中国科学院院士种康认为,该研究不仅深化了对植物细胞全能性机理的理解,也为破解农业生物技术长期存在的“再生瓶颈”开辟了新路径。据介绍,目前,该体系在小麦、玉米和大豆等作物的实验正同步推进。

  作者:喻思南 王静

[责任编辑: ]
阅读剩余全文(
为你推荐
今年9月3日是中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利81周年纪念日,各地举行主题活动,铭记历史,缅怀先烈。今年9月3日是中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利81周年纪念日,各地举行主题活动,铭记历史,缅怀先烈。
04
9月2日上午,沿国道216线通往吉隆口岸的陆路通道基本抢通,救援人员、物资和搜救装备通过陆路通道进入核心区持续开展搜寻工作。9月2日上午,沿国道216线通往吉隆口岸的陆路通道基本抢通,救援人员、物资和搜救装备通过陆路通道进入核心区持续开展搜寻工作。
04
9月2日在江苏扬子鑫福造船有限公司船坞内拍摄的两艘24000标箱超大型双燃料集装箱船(无人机照片)。9月2日至3日,由江苏扬子江船业集团建造的X1549、X1550两艘24000标箱超大型双燃料集装箱船,在位于泰兴市的江苏扬子鑫福造船有限公司相继完成出坞靠泊作业。
04
9月2日,消防救援党员先锋队员前往西藏吉隆口岸核心区域开展救援工作。9月2日上午10点,西藏吉隆口岸核心区域救援通道基本打通。9月2日上午10点,西藏吉隆口岸核心区域救援通道基本打通。
03
这是2025版中国龙银质纪念币(资料图片)。第43届世界硬币大奖赛评选结果日前公布,2025版中国龙银质纪念币荣获“年度最佳硬币”大奖,并将“最佳克朗币”单项奖收入囊中。新华社发(中国金币集团有限公司供图)  这是2025版中国龙银质纪念币(资料图片)。
03
9月2日,记者从北京市教委了解到,2026年以来,北京市新增开办托班公办园562所,新增公办园托位1万余个。北京市以公办幼儿园办托为主要渠道向广大市民提供普惠托位,让优质托幼资源惠及更多家庭。
03
9月1日,西藏军区医疗防疫分队紧贴任务进程和气候特点,为群众做好医疗巡诊,持续做好重点场所消杀,确保救援人员和当地群众基本医疗防疫需求得到保障。9月1日,西藏军区医疗防疫分队紧贴任务进程和气候特点,为群众做好医疗巡诊,持续做好重点场所消杀,确保救援人员和当地群众基本医疗防疫需求得到保障。
02
9月1日,上海市长宁区消防救援局在上海市第三女子初级中学举行开学消防安全第一课,消防宣传员用问答形式带领同学们学习灭火器使用技巧。开学第一天,各学校组织开展形式多样、寓教于乐的开学第一课,开启全新的学期。
02
9月1日傍晚,三峡大坝上空出现双彩虹景观,两道长长的彩虹横跨长江两岸,美如画卷。9月1日傍晚,三峡大坝上空出现双彩虹景观,两道长长的彩虹横跨长江两岸,美如画卷。9月1日傍晚,三峡大坝上空出现双彩虹景观,两道长长的彩虹横跨长江两岸,美如画卷。
02
8月31日,为期62天的2026年全国铁路暑期运输落下帷幕。8月31日,为期62天的2026年全国铁路暑期运输落下帷幕。8月31日,为期62天的2026年全国铁路暑期运输落下帷幕。8月31日,为期62天的2026年全国铁路暑期运输落下帷幕。
01
载入更多资讯
返回
返回

点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

点击右上角QQ

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮