植物干细胞是生产粮食、牲畜饲料和可再生燃料的重要基础，但许多关于它们如何工作的关键基因仍未被完全了解。冷泉港实验室的研究人员首次绘制了两种关键干细胞调节因子在数千个玉米和拟南芥茎尖细胞中的分布图谱，并发现了此前未知的调节因子，其中一些与玉米的产量差异密切相关。这一发现为培育更高产、更具韧性的作物奠定了重要基础。

绘制干细胞基因表达图谱

研究团队重点研究了两种广泛研究的调节因子——CLAVATA3和WUSCHEL。为了获取干细胞，研究人员小心地切下玉米和拟南芥茎尖的部分组织，并利用微流控设备逐个分离细胞，将其RNA转化为DNA，并为每个细胞贴上身份标签。这一过程被称为单细胞RNA测序技术，能够同时显示数千个细胞中的基因表达情况。

通过该技术，团队成功获取了约5000个表达CLAVATA3的细胞和1000个表达WUSCHEL的细胞。随后，他们识别出数百个在玉米和拟南芥干细胞中都优先表达的基因，表明这些基因在多种植物物种的进化中可能具有重要意义。

连接基因与作物产量

利用这一图谱，研究人员能够将某些干细胞调节因子与玉米的产量联系起来。冷泉港实验室的David Jackson教授指出，这项研究为未来十年农业研究提供了基础性知识。它不仅可供发育生物学家使用，也可供研究玉米穗如何生长、如何提高生产力的生理学家以及育种者使用。这意味着，未来育种者或许能利用这些信息，为粮食、饲料或燃料生产筛选特定的作物品系。

参考信息
“Large-scale single-cell profiling of stem cells identifies redundant regulators of shoot development and yield trait variation” by Xiaosa Xu et al., 26 August 2025, Developmental Cell.
DOI: 10.1016/j.devcel.2025.07.024