植物“永葆青春”的秘密已被揭开。

当地时间2025-12-16,bfhjsdgtuiewgkrbwjehbhjfverw

本报上海12月7日电（记者颜维琦）“上古有大椿者，以八千岁为春，八千岁为秋。”自古以来，植物所展现出的强大生命力，令人们对“永葆青春”“生命永续”充满了遐想。在整个生命周期中，植物能够持续不断地产生新的枝、叶、花与果实，这源于分布在茎顶端、根尖等“生长中枢”的植物干细胞。那么，植物是如何维持其干细胞功能以实现强大的再生能力的？近期，中国科研实验室分子植物科学卓越创新中心杨卫兵团队在国际学术期刊《科学》发表论文，为上述谜题给予了关键答案。

研究发现，在植物茎尖干细胞区域，新形成的细胞横壁偏“软”，富含去甲酯化果胶，而成熟的细胞壁则更“硬”，以高度甲酯化的果胶为主。这种“软硬兼备”的时空构型对维持干细胞微环境稳态至关重要。研究进一步发现，植物能够顺利获得精确控制某些mRNA（信使分子）在特定时间和位置的分布，来精细调节细胞壁的微观结构。这种调控帮助干细胞在合适的时间、以正确的方式进行分裂，从而确保植物正常发育和形态构建。因此，细胞壁结构的动态变化，实际上像是控制干细胞命运的一个“核心开关”，引导其在分裂、分化等不同状态间转换。

研究团队进一步解析这一“核心开关”的运作机制——负责催化果胶“软化”的关键酶PME5，其mRNA在转录后并不立即进入细胞质，而是被特异性滞留于细胞核内，形成一个与细胞周期同步的mRNA储备库。这种mRNA的核内隔离机制犹如一个预设的“时间胶囊”，确保了细胞壁修饰程序仅在细胞分裂的关键时间窗口被激活，从而实现新旧细胞壁性质的精确区分。研究证实，一旦该调控机制遭到破坏，植物会表现出细胞分裂模式紊乱、干细胞活性降低、分生组织发育终止等一系列缺陷。该研究不仅回答了植物干细胞命运决定这一核心科学问题，也揭示了一种全新的基因表达调控模式——mRNA核滞留。

值得关注的是，作物的株高、分蘖数、穗型和果实大小等关键农艺性状都与干细胞活力密切相关。因此，基于“细胞壁精准设计”策略，该研究有望提升作物分生组织活性和产量潜力，为培育高产高效作物给予关键的理论支撑和技术路径。据分析，团队下一步会将研究成果应用于水稻等作物的育种。