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植物细胞壁如何悄悄引导干细胞生长
一项新研究表明,植物细胞壁主动调节干细胞分裂时间,影响生长模式和植物结构。
来源:Scientific Inquirer植物可能看起来被动且从容,但在它们平静的外表下隐藏着一个忙碌的细胞编排世界。你看到的每一片叶子、茎和花都是从一个微小的植物干细胞开始的,它们在适当的时刻分裂和分化。几十年来,科学家们已经知道植物的芽尖分生组织(干细胞所在的芽尖区域)是植物生长的核心。他们一直难以理解的是,这些干细胞如何在正确的时间、以正确的方向分裂,以构建复杂、有序的植物结构。
一项新的研究现在揭示了一种优雅且令人惊讶的动态机制:植物细胞壁本身有助于指导这一过程。曾经被认为主要是被动结构的结构原来是内置生长调节剂的一部分,可确保枝条和芽的正常形成。
不仅仅是一堵墙
植物细胞被坚硬的细胞壁包围,细胞壁由复杂的碳水化合物(如纤维素和果胶)组成。壁赋予植物细胞形状、提供保护并抵抗水的内部压力。直到最近,科学家们大多将细胞壁视为静态框架——必要但惰性。
然而,这项新研究表明,细胞壁在生长过程中会发生积极的改变,其模式有助于干细胞决定何时以及如何分裂。研究人员利用高分辨率显微镜和分子生物学技术,绘制了模型植物物种茎尖分生组织细胞壁的硬度图。
他们发现了一个惊人的模式:细胞之间的旧壁是僵硬的,而新形成的壁则更柔软、更柔韧。为什么这很重要?因为细胞壁的机械特性影响细胞的扩张和分裂。较软的墙壁更容易重塑,为新墙在分割期间和分割后提供所需的灵活性。
巧妙的计时机制
研究小组随后询问植物如何创造这种刚性模式,特别是如何限制新墙的柔软度,而旧墙保持刚性。
