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农业生物技术里程碑！我国团队破解“职务细胞全能性”百年难题時間：2025-09-17 中国摄影新闻通讯社（记者 王红）北京消息：国际顶级期刊《细胞》（Cell）9月17日零时在线发表我国科学家重大突破：山东农业大学张宪省、苏英华教授团队历经20年攻关，首次完整解析单个植物体细胞通过基因重编程发育为完整植株的分子路径，破解了困扰科学界123年的“植物细胞全能性”之谜。学界评价其为“植物发育生物学里程碑”，为作物快速育种、珍稀种质保护和合成生物学应用打开新大门。
1902年，德国科学家提出“植物细胞全能性”猜想——一片叶子掉落后可长出整株植物，但背后调控网络始终成谜，被《科学》杂志列入“125个最具挑战的科学问题”。张宪省团队自2005年起以拟南芥为模型，搭建单个体细胞直接成胚技术体系，结合单细胞测序、活体成像等前沿手段，捕捉到“全能化”全过程，并锁定两大关键“钥匙”：生长素开关——细胞内源生长素大量合成是激活全能性的核心，外源激素无法替代；双钥基因——叶片气孔前体细胞特有基因SPCH与人工诱导基因LEC2协同，触发染色质深度重塑，沉默基因被唤醒，细胞命运分岔为全能干细胞。
“形象地说，细胞里先响起生长素‘集结号’，再由SPCH和LEC2两把钥匙同时转动，命运之门才彻底打开。”苏英华解释。
该成果为农业带来革命性工具：通过精准调控“开关”，可实现作物“快速无性繁殖”，把传统8—10年育种周期压缩至2—3年；同时服务濒危植物抢救、合成生物原料工厂化生产。目前团队已在小麦、玉米、大豆等主粮作物中展开验证。
中国科学院院士种康评价：“研究首次定义了气孔前体细胞向全能干细胞转变的完整分子路径，是植物发育领域的里程碑。” 院士杨维才认为，成果“为破解全球农业生物技术‘再生瓶颈’提供了中国方案”。
据悉，此次研究由山东农业大学牵头，联合荷兰拉德堡德大学、北京华大生命科学研究院共同完成，山东农大为第一完成单位。张宪省表示，团队将以“从零到一”的韧劲，持续推进主粮作物应用，让论文变成粮仓，把技术用在祖国大地上。 |
