山东农业大学重大科研成果，全球首次破解植物重生密码

摘要：山东农业大学的科研团队在植物再生领域取得了两项具有里程碑意义的突破，分别破解了植物受伤后再生的信号机制和单细胞重编程为完整植株的分子密码，这两项成果均发表于国际顶级期刊《Cell》，标志着中国在植物科学领域的重大贡献。

山东农业大学的科研团队在植物再生领域取得了两项具有里程碑意义的突破，分别破解了植物受伤后再生的信号机制和单细胞重编程为完整植株的分子密码，这两项成果均发表于国际顶级期刊《Cell》，标志着中国在植物科学领域的重大贡献。

李传友教授团队在 2024 年 5 月的研究中，首次发现再生因子 REF1（REGENERATION FACTOR 1）是触发植物再生的核心分子。这一发现解决了《Science》杂志 2005 年提出的 "器官再生调控机制" 这一世纪难题。当植物细胞受损时，REF1 作为原初信号分子被受体激酶 PORK1 识别，激活下游转录因子 SlWIND1，启动组织修复和器官再生程序。更重要的是，REF1 的作用在植物界高度保守，外施 REF1 可使大豆、小麦、玉米等作物的再生效率提升 6-9 倍，遗传转化效率提高 4-5 倍，为基因编辑和转基因技术突破作物基因型依赖瓶颈提供了普适方案。

张宪省教授团队在 2025 年 9 月的最新研究中，首次完整揭示了单个植物体细胞如何通过基因重编程发育为完整植株的全过程。这一成果直接回应了 1902 年提出的 "植物细胞全能性" 理论猜想，破解了困扰科学界 123 年的谜题。研究发现，气孔前体细胞中的 SPCH 基因与人工诱导的 LEC2 基因协同作用，激活生长素合成通路，使细胞进入 "GMC-auxin" 中间态，通过深度染色质重塑实现命运转换。团队利用单细胞测序和活体成像技术，首次捕捉到单细胞分裂为 12 细胞胚体的完整过程，证实了植物细胞全能性的单细胞起源。

这两项研究均展现出巨大的应用潜力：

育种革命：张宪省团队的技术可将水稻育种周期从 8-10 年缩短至实验室阶段的无性繁殖，结合 REF1 的高效转化技术，有望实现作物优良性状的快速固定和精准设计育种。抗逆修复：REF1 的应用可显著增强作物的损伤修复能力，未来或可通过喷洒 REF1 肽促进田间受损作物再生。种质保护：单细胞再生技术为珍稀植物的离体保存和快速繁殖提供了新路径，同时为合成生物学构建人工植物提供理论支撑。

中国科学院院士许智宏、种康等专家认为，这些研究不仅在基础科学领域取得了标志性突破，更在生物技术应用层面开辟了新范式。《Cell》审稿人评价张宪省团队的工作 "定义了植物细胞命运重塑的分子路径"，李传友团队的成果则被称为 "植物再生领域的关键拼图"。两项研究共同标志着中国在植物发育生物学和农业生物技术领域已跻身国际前沿。