近日，英國曼徹斯特大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞生長(zhǎng)方向的重要調(diào)控機(jī)制。他們論證了植物細(xì)胞骨架如何進(jìn)行調(diào)控從而產(chǎn)生截然不同的形態(tài)，使植物細(xì)胞按照特定的指示方向來生長(zhǎng)。

對(duì)于許多植物細(xì)胞，如根部或莖部的細(xì)胞，它們需要以特定的指示來擴(kuò)大，以便促使植物的正常發(fā)育，有些植物細(xì)胞甚至可以擴(kuò)大至原來大小的1000倍。而這一細(xì)胞擴(kuò)大過程的關(guān)鍵則是纖維素的分布，通過強(qiáng)大的復(fù)合形成了大部分的植物細(xì)胞壁。

科研人員發(fā)現(xiàn)，一種被稱為微管系統(tǒng)的細(xì)胞蛋白骨架，可以通過形成它們布局的軌道，來引導(dǎo)植物細(xì)胞壁中纖維素的位置，從而決定它們的結(jié)構(gòu)。之前的研究表明，微管會(huì)進(jìn)行有序排列，而無序排列的微管則會(huì)被一種“劍蛋白酶”切除。 

研究表明，一種被稱為SPIRAL2（SPR2）的蛋白還能夠調(diào)節(jié)微管切除的時(shí)間和地點(diǎn)。基于植物SPR2的微管組織結(jié)構(gòu)存在兩種形態(tài)，一是保持靜止，防止劍蛋白酶切割；二是沿著微管暴露于劍蛋白酶的區(qū)域移動(dòng)切割，形成有序排列的微管。這也是*被發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)劍蛋白酶切割微管時(shí)間和地點(diǎn)，并決定微管結(jié)構(gòu)的植物蛋白。

“這項(xiàng)研究解決了細(xì)胞生長(zhǎng)和微管形態(tài)中的重要基礎(chǔ)問題，從而讓我們具備預(yù)測(cè)改變微管結(jié)構(gòu)的潛力。”曼徹斯特大學(xué)教授，科研團(tuán)隊(duì)帶頭人西蒙·特納說。

他表示，未來，這項(xiàng)研究可能使我們能夠操縱植物的發(fā)展，并創(chuàng)造更有效率的花冠或更強(qiáng)、更短的莖。它也可能提供一種提高植物生物量的手段，從而提高作物產(chǎn)量。另外，也能夠探索可能有開發(fā)高產(chǎn)農(nóng)作物或增加用于生物燃料的植物種植面積的大小的潛力，從而生成用于生物質(zhì)能產(chǎn)品所需要的材料。（李木子編譯）