單個體細胞如何成為整株植物？這在科學界被認為是人類至今未解的25大科學之謎之一。日前，304永利集團有限公司農學院曾范昌科研團隊在探索這個秘密的道路上取得重要進展。團隊發現并破解了能量細胞器在介導細胞極性建立、細胞命運改變和全能性表達方面的重要調控作用，進一步揭示了細胞全能性與植株再生機理。3月7日，國際生物技術著名期刊《植物生物技術》（Plant BiotechnologyJournal）作為封面故事在線發表了該項科研成果。

據了解，目前，作物體胚發生過程中驅動全能性表達的細胞機器潛在的調控活動和規律鮮為人知，體細胞向胚性細胞轉變過程中的細胞學調控基礎尚不明晰。受其制約，在眾多作物的組織培養、細胞與基因工程等生物技術應用過程中，誘導體細胞分化與植株再生的工作普遍存在盲目性，缺少高效精準的調節和控制技術。這也極大限制了現代細胞與基因工程在生物技術育種上的應用。

曾范昌教授（左二）帶領團隊開展科技攻關

曾范昌團隊基于早期挖掘出的棉花體胚發生相關蛋白，進一步探討了脂質轉運蛋白（SELTP）和相應的淀粉酶調控棉花離體細胞胚性分化啟動的細胞學過程與生物學功能，鑒定出體細胞胚性起始再分化的分子與生化標記。研究發現，在體胚分化過程中，脂質轉運蛋白特異性地定位于細胞器淀粉體質膜上，組裝的淀粉質體細胞器構成了細胞中強大的能量電池。兩個顯著的細胞事件決定了體細胞向胚性細胞的轉變：首先脂質轉運蛋白（SELTP）組裝的淀粉體介導了體細胞進行不對稱分裂，建立細胞極性；隨后細胞中的淀粉體被激增的淀粉酶裂解，淀粉質體電池急劇放電，驅動細胞啟動全能性，促進細胞胚性分化與植株再生。

該研究將為現代高效植物細胞工程與作物無性精準育種提供創新性理論依據，同時也為棉花等作物細胞工程中胚性細胞的早期鑒定診斷提供了分子與生化標記工具。

曾范昌教授為論文的通訊作者，郭慧慧博士為論文的第一作者。本研究得到了國家重點研究開發計劃（2016YFD010306）、國家自然科學基金（31401428）和泰山學者人才工程（TSQN20161018）等項目的資助。