生物学家发现，植物中激素分布不均调节细胞分裂和生长

由VIB UGent植物系统生物学中心的研究人员领导的一个国际植物生物学家团队的新研究揭示了油菜素内酯（必需的植物激素）在调节细胞分裂和生长中的重要作用。发表在《细胞》杂志上的研究结果全面了解了这些激素如何在细胞水平上影响发育

油菜素内酯是植物的重要激素，在细胞水平上影响其生长发育。了解油菜素内酯信号传导的动态有助于我们掌握植物如何生长、适应周围环境和有效管理资源。这些知识可以为在快速变化的环境中改善作物生长和恢复能力铺平道路

Jenny Russinova教授（VIB UGent）与已故Philip Benfey实验室（杜克大学）密切合作领导的新研究以及Trevor Nolan教授（加州理工学院）领导的后续工作探索了根分生组织中关键油菜素内酯信号组分的动态。该研究表明，在对称的垂周分裂后，这些成分分布不均，导致油菜素内酯生物合成酶在分裂后的下子细胞中优先表达。这种不对称的激素信号传导对植物的根系生长和发育至关重要

“我们发现，”该研究的共同第一作者Nemanja Vukašinović博士说，“在细胞分裂过程中，油菜素内酯在形成的新细胞之间分布不均。这意味着一个细胞的激素活性得到增强，而另一个细胞则支持激素的产生。”

跟踪植物激素

使用单细胞RNA测序和长期活细胞成像的创新组合，研究小组追踪了油菜素内酯信号在细胞周期不同阶段的波动。他们发现，信号在G1期达到峰值，在有丝分裂期间减弱，这突显了植物细胞发育中激素作用的关键时间窗口。这种阶段依赖性调控可能会影响植物如何适应环境并优化生长

Russinova教授说：“了解油菜素内酯信号如何与细胞周期相关，为操纵植物生长和发育开辟了新的途径。”。“我们的研究不仅揭示了基本的生物过程，还为生物技术在作物改良中的应用奠定了基础。”

这项研究还对调节这种不均匀分布的机制及其对整体植物健康和功能的影响提出了重要问题。反过来，这些知识为未来的农业战略带来了希望，特别是在全球粮食需求增加的情况下 More information: Nemanja Vukašinović et al. Polarity-guided uneven mitotic divisions control brassinosteroid activity in proliferating plant root cells, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.02.011. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00196-5

The scRNA-seq datasets used in this study can be accessed via the interactive browser here: https://nolanlab.shinyapps.io/arvex.

Journal information: Cell