研究核心发现 - 中国科学院分子植物科学卓越创新中心杨卫兵团队在国际权威学术期刊《科学》发表论文，揭示了植物细胞壁的力学特性在干细胞调控中扮演核心角色 [1] - 研究观察到细胞壁主要成分果胶的空间分布存在前所未有的现象，新生细胞横壁偏“软”，成熟细胞壁更“硬”，这种动态变化是控制干细胞命运的核心开关 [2] - 研究发现负责“软化”细胞壁的酶的mRNA被储存在细胞核中，直到细胞分裂关键时刻才被释放，这是一种之前从未被发现的全新基因表达调控模式 [2] 研究背景与意义 - 植物干细胞直径不足0.1毫米，其自我更新的效率和模式直接决定了作物的产量和品质 [1] - 植物细胞储存了约4500亿吨碳，主要位于细胞壁中，细胞壁是地球上规模最大的生物质形式 [1] - 该研究始于10年前，团队花了6年时间研究干细胞的细胞壁结构，并于2020年回国后进行了更深入的研究 [1] 应用潜力与影响 - 研究团队对水稻细胞壁进行调控后，不仅提高了产量，而且性状稳定 [2] - 该调控机制在玉米、大豆、番茄等多种作物中普遍存在 [2] - 通过对植物细胞壁“智能程序”的重新编码，有望实现农作物生长模式与产量性状的精准设计，培育更加高产抗逆的未来作物，并提高植物固碳能力 [2] - 对于濒危植物，可通过改造细胞壁来提高干细胞活性和植株再生能力 [2]