点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:破解百年科学谜题 我科学家揭开植物“硼密码”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

破解百年科学谜题 我科学家揭开植物“硼密码”

来源:光明网-《光明日报》2026-07-28 04:20

  【瞧!我们的前沿科技】

  光明日报北京7月27日电(记者晋浩天)缺硼会让庄稼“烂根绝收”,全球超百种作物依赖硼肥才能保证产量。但一个根本问题始终没有答案:硼进入植物体内后,到底做了什么?北京大学生命科学学院焦雨铃教授团队与合作者日前首次揭开了这个谜底——硼如同一枚枚“分子铆钉”,通过交联细胞膜上的糖鞘脂与细胞壁,将决定植物生长的关键蛋白牢牢锚定在正确位置。一旦缺硼,这个锚定系统瞬间崩塌,植物生长随之停摆。

  故事要从一个多世纪前的发现讲起。焦雨铃介绍,1912年,科学家在显微镜下观察到,当植物细胞失水收缩时,细胞膜与细胞壁之间会拉出无数细丝,被称为“郝氏丝”。这些细丝显然是某种将膜与壁连接在一起的“固定绳”,但它们的分子组成是什么、如何形成,困扰了学界百余年。传统观点猜测是某些蛋白质在发挥作用,但逐一排查后,没有一种蛋白能解释郝氏丝的形成。

  研究团队将目光投向了一个被长期忽视的角色——硼。“我们用一种能干扰硼功能的化合物处理拟南芥幼苗,仅10分钟,郝氏丝就消失殆尽,原本固定在细胞膜特定区域的蛋白质也随之脱落。这证明,硼正是那根连接膜与壁的‘桥梁’。”论文共同通讯作者、首都师范大学教授汪颖说。

  在此基础上,团队进一步探究:硼究竟与什么结合?“答案是GIPC——糖基肌醇磷酸神经酰胺。这个名字拗口的分子,是植物质膜中含量最丰富的鞘脂,占总脂类的四分之一到一半,但此前科学界对它的功能几乎一无所知。我们通过质谱与核磁共振分析发现,一个GIPC分子上可以结合多个硼原子,形成硼酸酯键,像一个多爪挂钩,牢牢抓住细胞壁。这种多价交联结构,让硼和GIPC共同构成了膜与壁之间的‘分子铆钉’。”

  焦雨铃表示,“铆钉”固定住了PIN蛋白——决定植物生长方向的“指挥官”。生长素控制着植物从根的生长、弯曲方向,到开花结果、抗病耐旱等几乎全部过程;而PIN则负责将生长素准确送到需要的地方。团队发现,PIN蛋白上有一个专门与GIPC结合的“对接位点”,缺了它,PIN就无法定位。一旦硼供应中断,“铆钉”脱落,PIN蛋白便会从原本集中的位置散开,生长素运输随即混乱。这一过程远快于肉眼可见的生长表型变化,是缺硼最早触发的分子事件之一。

  “这项研究不仅回答了‘硼营养作用’的百年科学疑问,也为农业发展带来了新的想象空间。”焦雨铃认为,找到缺硼所影响的具体蛋白,就等于找到了问题的根本症结所在,“这意味着,未来我们或许能通过调控这条通路,培育出耐低硼、根系更发达的作物新品种,在减少化肥用量的同时保障粮食安全。”

  《光明日报》(2026年07月28日 08版)

[ 责编:宋雅娟 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 平陆运河秋景

  • 首列北京始发舒适型旅游列车在京发布

独家策划

推荐阅读
抵抗宏观物理破坏的“划不坏”能力,正是低功耗量子器件最重要的特质之一。
2026-10-23 04:20
2025年我国海洋生产总值突破11万亿元,占国内生产总值比重为7.9%。
2026-10-23 04:20
海洋能规模化利用迈出坚实步伐、取得积极成效。
2026-10-23 04:20
应急监测队不惧艰险、不计得失,以监测为刃、以坚守为盾。
2026-10-23 04:40
10月22日,工业和信息化部、国家发展改革委等八部门发布《产业基础能力提升“十五五”规划》。
2026-10-23 04:40
职工基本医疗保险(含生育保险)统筹基金收入14473.64亿元,城乡居民基本医疗保险统筹基金收入8554.69亿元。
2026-10-22 09:57
明确了如何衡量河湖复苏标准,如何确定河湖复苏目标,如何制定河湖复苏措施等技术要求,为指导母亲河复苏行动提供技术依据。
2026-10-22 09:48
聚焦医学人才培养的思想碰撞,正是学校探索育人新模式的一个缩影。
2026-10-22 09:47
形成覆盖重点领域、辐射全国的专精特新赋能网络,推动中小企业专精特新发展质量明显提升、专精特新“小巨人”企业持续涌现。
2026-10-22 09:46
这是我国首次提出全经济范围、包括所有温室气体的绝对量减排目标,为我国的绿色低碳转型指明了方向,提振了国际社会对全球气候治理的信心。
2026-10-22 09:43
2026年全国城市联合招聘高校毕业生秋季专场已推出新一批155场就业服务活动,包括面向人工智能、新能源、装备制造、现代服务、医疗卫生等重点行业领域的线上线下专场(校园)招聘会105场。
2026-10-22 09:44
担心被人工智能(AI)取代的员工,更容易在工作中消极怠工、迟到早退,甚至出现顺手拿走同事的午餐等人际越界行为。
2026-10-21 10:48
中国职业教育专题展上,摆着新能源汽车、港口航运、船舶焊接三个领域的未来实训中心项目。“无论实训条件和方式如何改变与优化,梳理并稳定现场关键岗位能力图谱,依然是未来实训中心的重要基石。
2026-10-21 10:48
记者日前从国家医保局了解到,医保钱包已升级到2.0版本,职工医保个人账户跨省共济功能实现全国全面落地。2.0版本的医保钱包都升级了哪些内容,谁可以使用,又如何使用呢?
2026-10-21 10:48
从基础化疗到双抗、多抗,再到抗体偶联药物(ADC),抗肿瘤新药正加速涌向临床。近日,京津冀第四届医药创新发展大会抗肿瘤新药安全与药学服务创新主题分会上,河北医科大学第四医院药学部主任冯锐用“百花齐放”形容当下的创新药格局。
2026-10-21 10:47
此次研究中,研究团队研制了一种高性能声学量子器件——高泛音体声学波谐振器。研究团队不仅让多个声学振动模式建立了这种特殊关联,还将这种关联从一个声学谐振器传递到另一个谐振器。
2026-10-21 10:47
智能科技是当前最具革命性、引领性的科技前沿,是推动新质生产力质态变革的关键力量,它不仅表现为技术层面的迭代,更体现为生产方式、产业形态和价值创造模式的系统性重构,并推动形成智能经济新形态。
2026-10-20 10:00
推进全球人工智能伦理治理,必须坚持“以人为本、向上向善”,以增进全人类共同福祉为根本目标,从技术普惠、精准治理、多元参与和全球共治四个方面协同推进,构建发展机会均等、权责边界清晰、国际协同高效的治理秩序。
2026-10-20 09:59
人民健康是民族昌盛和国家强盛的重要标志,也是中国式现代化行稳致远的根基所在。时隔十年,2026年10月,全国卫生与健康大会再次召开。回望十载征途,健康中国已从宏伟蓝图,化作大江南北触手可及的民生福祉。
2026-10-20 09:58
自然如何不被贫困“吞噬”,跨境之痛如何共担,资金如何流向正确方向——16日在亚美尼亚首都埃里温举行的生物多样性领导人峰会,就这三个问题向《生物多样性公约》第十七次缔约方大会(COP17)正式谈判传递出三个诉求:把自然保护纳入安全议程,让全球目标回应区域现实,让资金和措施真正到位。
2026-10-20 09:57
加载更多