自然界中不乏千年古树,植物似乎总是生命力的代名词,它在生命周期中持续不断地产生新的枝、叶、花与果实。而这一切生命律动注册就送38的平台app下载,都源于一类核心的细胞群——植物干细胞。它们分布于茎顶端、根尖等“生长中枢”,通过精确的分裂与分化,绘制出植物生长的蓝图。也正是由于干细胞活性的精妙调控,塑造了全球约39万种植物的多样形态。
研究进一步发现,植物能够通过精确控制某些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。在新生的细胞壁中,果胶成分的去甲酯化过程使其变得较为柔软、易调整,从而帮助细胞灵活确定分裂的方向和位置;而在成熟的细胞壁中,果胶保持高甲酯化状态,则有利于维持干细胞持续分裂的能力以及组织的稳定。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。
对这一“核心开关”的运作机制进一步解析注册就送38的平台app下载,会发现一个有趣的“例外”:PME5是负责催化果胶“软化”的关键酶,其信使RNA(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。只有当细胞分裂启动、核膜解体之际,这些被禁锢的mRNA才被同步释放,迅速翻译为功能蛋白,精准作用于新生细胞壁,实现细胞壁局部的、定时定点的“软化”调控。
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,从而确立了细胞壁的精细构造对干细胞的活性起着关键作用。本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。PME5 mRNA在细胞内的位置和出现时间被精细调控,这就像一套内在的“时空协调程序”,巧妙地将干细胞增殖与细胞壁重建两个过程紧密联系起来,从而精准引导干细胞该何时分裂、何时分化。
值得关注的是,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、穗型和果实大小等关键农艺性状,都与干细胞活力密切相关。基于“细胞壁精准设计”策略,该研究成果有望助力提升作物分生组织活性和产量潜力,为培育高产高效作物、保障国家粮食安全、助力“双碳”目标实现,提供关键的理论支撑和技术路径。
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作者: 宁玲雄 2025年12月06日 16:08
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