山东农业大学科研团队在国际顶级学术期刊《细胞》（Cell）发表突破性研究成果，首次完整呈现单个植物体细胞发育为完整植株的动态过程，成功破解困扰科学界百余年的“植物细胞全能性”核心机制。这一发现不仅填补了植物再生领域的理论空白，更为作物遗传改良与高效再生技术提供了全新理论框架，同时回应了2005年《科学》（Science）杂志提出的125个最具挑战性科学问题之一。
该团队通过20年三代科研人员的接力研究，以拟南芥为模型，运用荧光标记技术追踪单个叶细胞的分裂轨迹，累计拍摄近40万张显微图像，首次捕捉到细胞全能性表达的完整动态。研究进一步结合单细胞测序与生物信息学分析，从海量数据中筛选出600GB的基因表达信息，构建出细胞命运调控的完整网络，最终锁定两个关键基因。
“这两个基因如同双保险锁，只有同时激活才能启动生长素合成，引导细胞向胚胎方向分化。”论文通讯作者、小麦育种全国重点实验室主任张宪省解释道，“通过调控这两个基因，配合特定环境条件，可使普通植物细胞逆转为具有再生能力的干细胞，最终发育成完整植株。”
植物细胞全能性概念自1902年提出以来，始终缺乏直接证据。该研究首次证实，植物再生过程可由特定谱系细胞直接触发，无需经过多细胞阶段。这一发现为优化作物再生体系提供了理论蓝图，有望突破农业生物技术中长期存在的“再生瓶颈”，推动基因编辑、克隆繁殖等技术的实际应用。
中国科学院院士种康评价称：“这项成果标志着中国在植物发育生物学领域实现了里程碑式突破，不仅明确了植物全能干细胞的起源机制，更为全球作物改良开辟了新路径。”目前，团队正将研究成果应用于小麦、玉米等主要作物的遗传改良实践。
