刚刚我国又一篇 Science！教科书级的重大突破
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Science
Research background
研究背景
凯氏带是植物根部内皮层细胞一种特化的细胞壁，主要由防水的木质素构成。这一结构通过与内皮层细胞质膜紧密锚定在一起，形成调控植物水分和矿物质扩散的关键屏障，具有极其重要的生物学功能：首先，它阻断了外界水分和矿物质无序扩散进入植物体内，使得植物能够对水分和物质的摄入进行合理的控制；其次，凯氏带对内皮层质外体空间的封闭作用阻止了维管系统中水分和矿质元素向外泄漏，保障了维管组织中水分和矿质元素的高效运输。今年 8 月 31 日，晁代印研究组发现了水稻中凯氏带与细胞质膜锚定粘连的分子机制，但凯氏带木质素聚合和精准沉积的分子机制仍是一个长期悬而未决的重大科学问题。
此外，木质素作为重要的生物能源物质及固碳物质，其合成机制关系到「双碳」目标的实现。但长久以来关于木质素单体的聚合过程始终存在巨大的争论：一种观点认为木质素的聚合是一个随机自发的过程，不受到蛋白因子的调控，即随机聚合理论；另一种观点则认为这一聚合过程受到引导蛋白的精准调控，但这一观点此前始终缺乏严格的遗传学证据支撑。
Research content
研究内容
图 3. Dirigent protein 复合体调控凯氏带发育和木质素聚合的分子机制
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晁代印研究组合影
英国诺丁汉大学植物与作物科学系高轶群博士和中国科学院分子植物科学卓越创新中心黄金泉副研究员为该论文的共同第一作者。中国科学院分子植物科学卓越创新中心晁代印研究员，英国诺丁汉大学 Gabriel Castrillo 副教授和 David Salt 教授为该论文的通讯作者。此外，中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚研究员、法国国家科学研究中心 LIPME 研究所 Guilhem Reyt 博士、河北农业大学薛培英副教授等也参与了该项工作。该研究得到英国皇家学会牛顿国际基金项目，英国皇家学会牛顿基金高级学者项目，国家自然科学基金项目、中国科学院先导科技专项，国家重点研发计划以及中国科学院青年创新促进会等项目资助。