“上古有大椿者，以八千岁为春，八千岁为秋。”自古以来，植物所展现出的绵延不断的生命力，永久引发着东说念主类对生命永续的无穷遐念念。与动物不同，植物在其总计生命周期中或者抓续不断地产生新的枝、叶、花与果实，这一切的生命律动，皆源于一类核心的细胞群—植物干细胞。
它们散播于茎尖端、根尖等“滋长核心”，通过精确的分裂与分化，绘图出植物滋长的蓝图。也恰是由于干细胞活性的精妙调控，塑造了全国约39万教诲物的种种步地。
那么，植物是如何防守其干细胞功能以达成盛大的再生才能？探索这一核心问题，不仅是植物科学盘问的进军前沿，也将为提高招物产量、改造果蔬品性、增强林木环境适宜性斥地全新的表面框架与技艺路线。
北京时代今天（5日）凌晨，中国科学院分子植物科学不凡翻新中心杨卫兵团队在海外顶尖学术期刊《科学》（Science）上发表最新盘问收尾，为上述谜题提供了要害谜底。值得一提的是，这是分子植物不凡中心在三天内的第二篇CNS（指《细胞》《当然》《科学》“三大刊”），亦然2025年的第12篇CNS。
论文通信作家杨卫兵盘问员先容，细胞壁当作植物细胞的“外骨骼”，其力学特色在干细胞调控中饰演着核心脚色。盘问发现，在植物茎尖干细胞区域，细胞壁的主要身分果胶呈现出专有的“二元散播”模式：新变成的细胞横壁偏“软”，富含去甲酯化果胶；而锻真金不怕火的细胞壁则更“硬”，以高度甲酯化的果胶为主。这种“软硬兼备”的时空构型，对防守干细胞微环境稳态至关进军。
盘问进一步发现，植物或者通过精确甘休某些mRNA在特定时代和位置的散播，来清雅革新细胞壁的微不雅结构。这种调控匡助干细胞在恰当的时代、以正确的表情进行分裂，从而确保植物普遍发育和步地构建。在腾达的细胞壁中，果胶身分的去甲酯化经由使其变得较为优柔、易调节，从而匡助细胞纯真笃定分裂的观点和位置；而在锻真金不怕火的细胞壁中，果胶保抓高甲酯化情状，则成心于防守干细胞抓续分裂的才能以及组织的安定。因此，细胞壁结构的动态变化，执行上像是甘休干细胞运说念的一个“核心开关”，指点其在分裂、分化等不同情状间转换。
盘问团队进一步默契了这一“核心开关”的运作机制。发现厚爱催化果胶“软化”的要害酶PME5，其mRNA在转录后并不立即参加细胞质，而是被特异性淹留于细胞核内，变成一个与细胞周期同步的mRNA储备库。只须当细胞分裂开动、核膜解体之际，这些被遏制的mRNA才被同步开释，马上翻译为功能卵白，精确作用于腾达细胞壁，达成细胞壁局部的、定时定点的“软化”调控。
这种mRNA的核内阻难机制，犹如一个预设的“时代胶囊”，确保了细胞壁修饰要害仅在细胞分裂的要害时代窗口被激活，从而达成新旧细胞壁性质的精确别离。该机制完好讲明了植物如安在紧密相邻的细胞区域防守天悬地隔的细胞壁力学特色。
盘问阐述，一朝该调控机制遭到浮松，植物会阐发出细胞分裂模式芜乱、干细胞活性镌汰、分生组织发育闭幕等一系列颓势，从而确立了细胞壁的清雅构造对干细胞的活性起着要害作用。本盘问不仅回应了植物干细胞运说念决定这一核心科常识题，也揭示了一种全新的基因抒发调控模式——mRNA核淹留。PME5 mRNA在细胞内的位置和出当前代被清雅调控，这就像一套内在的“时空合作要害”，奥秘地将干细胞增殖与细胞壁重建两个经由紧密洽商起来，从而精确指点干细胞该何时期裂、何时期化。
值得慈祥的是，该调控机制在玉米、大豆、番茄等多种作物中高度保守。作物的株高、分蘖数、穗型和果实大小等要害农艺性状，皆与干细胞活力密切相关。基于“细胞壁精确遐想”计策，有望进步作物分生组织活性和产量后劲，为培育高产高效作物、保险国度食粮安全、助力“双碳”盘算达成，提供要害的表面撑抓和技艺旅途。
审稿众人：中国科学院分子植物科学不凡翻新中心 杨卫兵
