你見過多肉植物的“分身術”嗎？摘下一片葉子，它能自己長出根、發出芽，最終變成一棵完整的新植株。這就是植物再生的神奇之處，當受到損傷后，能自我修復并長出新的組織或器官。

不止多肉，自然界中許多植物都有這種“超能力”。那么，是什么“信號”觸發了再生？細胞里哪些基因在工作？這些基因又如何指揮植物完成“重生”？這正是山東農業大學郭慧慧教授團隊專注研究的領域。

什么是植物再生？

植物再生的本質是體細胞通過脫分化和再分化，重新獲得發育成完整植株的全能性。就像我們看到的多肉葉插，取下的葉子能通過再生長出根和芽，最終變成新植株。這一過程主要通過三種途徑實現：組織修復（如傷口愈合）、器官從頭發生（如扦插生根）和體細胞胚胎發生（如離體培養誘導胚狀體）。

植物再生都研究什么？

郭慧慧教授的研究對象，主要是棉花、大豆這些和我們生活密切相關的經濟作物。為什么選它們？因為植物再生技術在農業中用處十分廣泛，比如果樹嫁接、月季扦插，都是利用再生能力加速植物繁殖的傳統技術。而現代研究則能走得更遠，通過探索再生的分子機制，結合基因工程、細胞工程等生物技術，幫助培育更高產、更抗逆的作物品種。

不過，這種“給我一個細胞，還你一株植物”的生命奇跡，背后蘊含著復雜的分子調控機制，其中涉及激素信號、表觀遺傳和細胞間通訊等多層次網絡。而郭慧慧團隊的突破，就在于找到了其中的關鍵“指揮官”——脂類轉運蛋白（SELTP）。

1.“快遞員”SELTP：定方向、供能量

SELTP藏在棉花細胞的淀粉體質膜上。淀粉體就像細胞里的“能量電池”，而SELTP能讓這個“電池”發揮大作用：它會先幫助體細胞完成不對稱的分裂，讓細胞長出不同的結構，就像給細胞定好“上下前后”的方向。之后，細胞里的淀粉酶會激活這個“能量電池”，讓淀粉體釋放能量，推動體細胞啟動“全能性”，也就是開啟長成完整植株的程序。

2. 信號傳遞“接力賽”：一傳十、十傳百

更巧妙的是，SELTP還能通過細胞間的通道（胞間連絲）來傳遞信號。就像孫悟空拔一根汗毛變出一群小猴子，當一個細胞啟動再生后，SELTP會把信號傳給周圍的細胞，讓它們同步行動，一起形成能發育成新植株的“愈傷組織”。團隊還發現，另一個蛋白CAM1 會和 SELTP配合，通過調整鈣信號來控制再生程序的啟動與停止，確保信號傳遞又快又準。

這些發現讓科學家第一次看清，棉花細胞的再生不是“孤軍奮戰”，而是“能量供應”和“信號傳遞”協同的結果，SELTP就是這場協作中的關鍵“指揮官”。

這些研究成果為什么如此重要？

搞懂植物再生的機制，對農業育種來說意義重大。

一方面，SELTP和相關基因的發現，讓科學家能通過基因工程等技術，更精準地調控植物再生過程，提高棉花、大豆的再生效率。比如讓體細胞更快形成愈傷組織、同步發育，減少培育過程中的等待時間。另一方面，傳統育種要等作物一代代生長、觀察，周期可能長達10年。這些研究則為作物細胞工程、無性育種提供了理論依據。就像給育種家一把“精準鑰匙”，能更快篩選出高產、抗病蟲害的好品種，縮短育種周期，讓優良作物更快走進田間。

植物再生，這個植物與生俱來的能力，正在科學家的探索下成為農業創新的利器。從一片葉子的重生，到更快培育出優質作物，解開植物再生的奧秘，能夠讓農業育種跑得更快，為人類的餐桌帶來更多優質的農產品。

策劃：謝蕓

文案：謝蕓 李怡霏（實習）

審核專家：郭慧慧 山東農業大學教授、博士生導師

來源: 大國糧策

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