研究表明，细菌纤维素促进植物组织再生

一项研究阐明了细菌纤维素介导植物组织再生的机制。这项工作今天发表在《科学进展》杂志上，包括与巴塞罗那材料科学研究所（ICMAB-CSIC）和科罗拉多州立大学的研究人员的合作

细菌纤维素（BC）由某些细菌合成为生物膜，由高纯度纤维素纤维组成。BC已被广泛应用于人类生物医学应用，显示出高度的生物相容性，但其在植物中的潜在愈合作用尚不清楚

在这项工作中，科学家们证明了BC贴片可以诱导植物组织再生，并首次确定了这一过程背后的精确分子机制。模型植物烟草和拟南芥的受伤叶片被BC贴片覆盖，受伤后两天观察到切口两侧新细胞的形成，七天后伤口完全闭合

这种伤口愈合过程是由BC促进的，但不是由其他结构相似的基质（如植物纤维素）促进的，这表明BC除了防止脱水或促进身体接触外，还具有其他特定的特征

CRAG研究人员与不列颠哥伦比亚省合作的短视频。图片来源：CRAG

科学家发现BC贴片含有细胞分裂素，这是一类参与植物发育的激素

该研究的共同第一作者Nerea Ruiz Solaní解释说：“细胞分裂素信号有缺陷的植物对BC贴片没有反应，这证实了细胞分裂因子对触发再生至关重要。”

研究小组还发现，在应用BC后，伤口部位会产生氧化应激（ROS）。基因组和生物信息学分析使科学家能够识别参与这一过程的特定基因，这些基因通常与生物反应有关，即对病原体的防御机制。调节防御反应的转录因子WRKY8被发现直接与GSTF7基因的启动子相互作用，导致ROS积累

重要的是，细胞分裂素和防御信号通路的同时激活导致了观察到的组织再生，这是一个新发现，因为这些机制以前是独立研究的。需要进一步的研究来充分阐明再生过程中导致细胞周期激活和功能分化的途径

“细菌纤维素触发了一种独特的转录程序，与典型的伤害和愈伤组织诱导的再生不同，”该研究的共同负责人、CBGP植物再生专家Miguel Moreno Risueño说

这项研究对农业实践具有重要意义，包括伤口愈合以预防感染，以及在嫁接、修剪和观赏植物护理中的应用，特别是在葡萄园、玫瑰种植和石松生产中

这项工作始于几年前的2016年，由Núria Sánchez Coll和Anna Laromaine分别领导的CRAG和ICMAB-CISC研究小组的联合项目，以及与AGROMILLORA和Forestal Catalana美国等公司（植物愈合和植物纳米愈合项目）的合作，这些公司进行了初步的现场试验

培养皿中的两个圆形BC贴片。图片来源：烟草叶上的CRAG BC补丁。图片来源：与对照组（箭头）相比，施用BC（箭头）后7天，烟草叶切割处的CRAG再生（箭头）。信贷：CRAG

然而，仍需要进一步的实地研究来证实BC贴片在移植中的有效性。需要更多的技术转让资源来弥合基础研究和生产部门之间的差距，这具有重大的经济影响

CRAG的CSIC研究员、共同主要作者Núria Sanchez Coll强调了这项研究的协作性质，他说：“这项工作促进了与其他研究小组和行业的非常有趣的合作，为进一步研究植物再生机制和潜在的生物技术应用铺平了道路。”