一品楼全国论坛闲聊_凤凰楼兼职联系方式_风楼阁全国信息最新版介绍

2025年8月6日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心杨卫兵研究组在Nature Communications杂志在线发表题为“CSLD5-mediated cell wall remodelling regulates tissue mechanics and shoot meristem growth”的研究论文。该研究发现细胞壁合成酶CSLD5通过调控细胞壁成分影响茎尖分生组织的活性，揭示了机械应力调控细胞生长的新机制，为靶向改造特定细胞层的细胞壁结构以提升作物产量提供了理论依据。

茎尖分生组织是植物生长发育的核心，是植物所有地上器官和作物种子的直接来源。细胞壁作为植物细胞的外骨架，不仅维持细胞形态，还参与细胞间的信号传递和机械应力的调控。细胞壁对茎尖分生组织的发育也起着至关重要的作用，影响干细胞的增殖、分化和组织间的力学稳态。该研究发现，MYB结构域转录因子MYB3R1和MYB3R4直接激活类纤维素合酶CSLD5的表达，促进分裂细胞新生细胞壁的快速形成。此外，CSLD5与初生细胞壁纤维素合成酶CESA1/3/6互作，共同调控细胞壁的强度和延展性。CSLD5的表达受到细胞分裂的调控，其功能缺失会阻碍细胞分裂的完成。与野生型相比，csld5突变体的茎尖分生组织中G1-S转换期标记基因HIS4的表达显著降低，而有丝分裂标志基因CYCB1;2的表达则上升。CSLD5突变引起的细胞壁紊乱，减缓了细胞周期进程，导致csld5突变体细胞在有丝分裂早期发生停滞。研究人员提出，当CSLD5功能缺失时，茎尖分生组织的细胞生长减缓，细胞壁硬度降低，进一步影响机械响应基因的表达。

作为茎尖分生组织的外层保护结构，表皮层通过其紧密排列的细胞壁提供刚性支撑，防止内部细胞因膨压而过度扩张，维持分生组织的穹顶形态。此外，表皮细胞通过细胞壁-质膜-细胞骨架网络感知外部机械力，并将应力传递至内部组织，从而影响茎尖分生组织的活性。因此，表皮细胞在植物发育和机械应力响应中扮演着重要角色。研究发现，仅在表皮（L1）细胞中表达CSLD5，即可完全恢复csld5突变体分生组织的生长和力学特性，甚至产生比野生型更大的植株，表明不同细胞层之间存在补偿效应。基于此，该研究进一步在水稻中证实，使用特异性表达的启动子驱动CSLD5同源基因（水稻CSLD4）的表达，可以显著促进水稻花序分生组织的发育和产量。

该研究发现通过精准调控特定细胞类型的细胞壁合成，可以有效提高作物分生组织的活性和产量潜力，为作物高产育种提供了新的理论支持。随着基因编辑技术的发展，“细胞壁精准设计”有望成为未来提升作物产量的技术之一。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士后兰秒、博士研究生朱宜敏、朱先苗及法国巴黎萨克雷大学的Alexis Peaucelle为共同第一作者，杨卫兵研究员为该论文的通讯作者。中国科学院分子植物科学卓越创新中心助理研究员刘阳轩、已出站博士后曹学敏、博士研究生高歌爽，剑桥大学塞恩斯伯里实验室的Raymond Wightman，里昂大学植物生殖与发育实验室的Olivier Hamant以及加州理工学院的Elliot Meyerowitz均参与了该项研究。感谢中国科学院分子植物科学卓越创新中心赵运军研究员及公共技术中心蔡文娟老师对本研究的支持。本研究得到了农业生物育种重大项目、科技部重点研发计划、中国科学院基础与交叉前沿科研先导B专项及国家自然科学基金等资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62651-8

CSLD5调控细胞壁重塑促进分生组织发育