山东农业大学生命科学学院的张宪省教授带领团队，花了近二十年时间，终于把《科学》杂志列出的125个最难科学难题之一——植物细胞全能性调控机制——给解决了。这项研究成果发表在《细胞》期刊上，表明中国在这个领域取得了领先地位。 张宪省教授认为，科学发现的基础就是能“看见”。之前因为无法追踪植物体表产生的胚状体的细胞来源，阻碍了机制研究。团队建立了精密的单细胞追踪系统，经过六年时间和超过十万次实验，终于直观地证实了全能性确实起源于单个细胞。 研究的转折点来自一次偶然的发现。团队成员用高倍扫描电镜观察时，意外看到一个形态特别的细胞。这个线索让他们把焦点放在可能的“起源细胞”上。通过单细胞转录组测序技术，他们绘制出细胞命运抉择的路线图。 研究人员从基因表达数据中筛选出两个核心调控基因。这两个基因就像一对精准配合的分子钥匙：一个负责解锁胚胎发育的初始程序，另一个则负责关闭原有的分化路径。这两把钥匙共同拧开合成生长素等关键激素信号的开关，启动了细胞全能性表达程序。 团队成员表示这项研究不仅回答了可能性问题，更揭示了实现路径。阐明了这个机制后，未来可以通过操控这两把钥匙，在实验室或田间诱导作物体细胞高效可控地“重生”。 山东农业大学相关专家介绍说，基于这个理论可以发展出高效的作物无性繁殖新技术。这种技术能直接将优良植株的体细胞培育成基因型完全一致的幼苗。这将极大缩短育种周期，解决杂交育种中后代性状分离和优良组合难以固定等问题。 目前团队已经开始把研究成果向小麦、玉米等主要粮食作物转化验证。这次突破标志着我国在植物科学前沿已进入从“跟跑”“并跑”到部分领域“领跑”的新阶段。随着应用研究深入发展，这项发现有望催生育种技术变革创新，保障国家粮食安全。