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植物也有干細(xì)胞，而且和動(dòng)物干細(xì)胞一樣，在一定條件下可以分化成多種功能細(xì)胞，是高等生物生長(zhǎng)發(fā)育的細(xì)胞來(lái)源。近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張憲省帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)就在植物干細(xì)胞領(lǐng)域研究取得重大突破，揭示了激素調(diào)控植物干細(xì)胞活動(dòng)的分子機(jī)理。6月2日，國(guó)際植物學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《植物細(xì)胞》以《B類(lèi)細(xì)胞分裂素響應(yīng)因子通過(guò)對(duì)WUSCHEL基因的雙重調(diào)控作用決定干細(xì)胞的活動(dòng)》為題發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。該成果對(duì)推動(dòng)植物離體快繁和基因工程奠定了重要的理論基礎(chǔ)，這也標(biāo)志著我國(guó)在該領(lǐng)域的研究達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

植物干細(xì)胞主要存在于莖端、根端和形成層。莖端干細(xì)胞通過(guò)不斷分裂與分化形成植物的地上部分；根端干細(xì)胞形成植物的地下部分。早在1957年，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)外源細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素能夠誘導(dǎo)干細(xì)胞再生，但60年來(lái)科學(xué)家都不清楚其作用機(jī)制，因此大多數(shù)農(nóng)作物、林木和花卉難以建立離體再生系統(tǒng)，也無(wú)法進(jìn)行離體繁殖和基因工程操作。

在多年的研究中，張憲省團(tuán)隊(duì)采用細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)等方面的研究手段，證明細(xì)胞分裂素響應(yīng)調(diào)節(jié)因子ARRs對(duì)干細(xì)胞決定基因WUSCHEL有直接調(diào)控作用。他們發(fā)現(xiàn)，在離體培養(yǎng)過(guò)程中，細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的B類(lèi)響應(yīng)因子一方面直接啟動(dòng)WUSCHEL基因的轉(zhuǎn)錄，另一方面通過(guò)抑制生長(zhǎng)素合成基因的表達(dá)，間接促進(jìn)和維持了WUSCHEL基因的表達(dá)，從而使愈傷組織細(xì)胞發(fā)生命運(yùn)轉(zhuǎn)變，形成莖端干細(xì)胞，進(jìn)而形成完整植株。他們還發(fā)現(xiàn)，B類(lèi)細(xì)胞分裂素響應(yīng)因子對(duì)WUSCHEL基因的雙重調(diào)控作用不僅發(fā)生在離體培養(yǎng)的組織中，在正常生長(zhǎng)的植物體內(nèi)也具有調(diào)節(jié)干細(xì)胞活動(dòng)的功能。

張憲省告訴記者，這些重要發(fā)現(xiàn)為在更大范圍進(jìn)行植物離體快繁、開(kāi)展生物育種、推動(dòng)工廠化生產(chǎn)等提供了有力的理論支撐。該團(tuán)隊(duì)正在將研究成果應(yīng)用于重要農(nóng)作物，林木和花卉的相關(guān)研究中?！白龌A(chǔ)研究也要有明確的方向，要圍繞國(guó)家的重大需求立項(xiàng)攻關(guān)，我們不趕時(shí)髦、不做‘快餐’，只希望研究成果對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步發(fā)揮作用?！?/p>