深圳新聞網2025年3月4日訊（記者 何亞南）生長素是植物發育過程中的一種重要激素，盡管人們對生長素生物合成和極性運輸在生長素極大值形成中的關鍵貢獻已有廣泛了解，但這些過程如何被調控和協調，以產生并維持局部的生長素積累，科學界至今尚未闡明。近日，深圳理工大學未來農業研究院院長、合成生物學院講席教授楊貞標團隊在Nature Communications發表最新研究成果，探討了擬南芥子葉中基于一種生長素運輸蛋白（PIN2蛋白）的自調控生長素流動機制，揭示了植物細胞擴展和形態塑造的精密調控，為深入理解植物器官發育提供了全新視角。

研究團隊通過利用植物子葉系統來解析生長素調控機制，其中子葉尖端的生長素極大值被認為引導其擴展。研究發現在子葉邊緣，一列細長的邊緣細胞（MCs）積累了極性定位的PIN2蛋白，形成了指向尖端的極性生長素運輸系統。這一生長素運輸系統通過自激活和自終止機制的瞬時建立，從而強有力地協調了子葉表皮鋪路細胞（PCs）的交錯過程。

子葉邊緣自組織瞬時生長素流動模型。

研究進一步揭示，生長素的前體吲哚丁酸（IBA）在子葉邊緣細胞中轉化為活性生長素吲哚乙酸（IAA），從而啟動了PIN2的積累和極性運輸。隨著生長素濃度在子葉尖端的逐漸升高，負反饋機制啟動，TOB1蛋白（IBA轉運蛋白1）的表達使得IBA被轉運至液泡，終止了PIN2的積累，完成了這一動態的生長素流動過程。

這一發現的意義不僅在于揭示了植物生長素在細胞層面上的自調控機制，還為人們理解植物發育過程中的信號傳遞提供了新思路。研究人員認為，這一機制可能不僅僅局限于葉片發育，還可能在根的延長、根的分枝等植物發育的其他關鍵過程中發揮作用。

楊貞標教授（前美國加州大學河濱分校教授）為本文通訊作者，美國加州大學河濱分校Patricio Pérez-Henríquez博士為本文第一作者。該項研究聯合了福建農林大學、美國加州大學河濱分校等國內外多家單位，并得到了國家自然科學基金委員會、福建農林大學、深圳理工大學、中國科學院深圳先進技術研究院、美國國家綜合醫學研究所和美國國家科學基金委員會的資助。

（本文由深圳理工大學供圖）