摘要：当番茄叶片被虫咬或机械损伤后，你是否想过它如何重新长出完好组织？《Cell》杂志的一项研究揭示了植物再生的关键信号 —— 肽 REF1。

一、伤口里的再生密码：REF1 的发现

当番茄叶片被虫咬或机械损伤后，你是否想过它如何重新长出完好组织？《Cell》杂志的一项研究揭示了植物再生的关键信号 —— 肽 REF1。

实验中，缺失 REF1 的番茄突变体几乎丧失了愈伤组织形成和芽再生能力，而外源施加 REF1 后，再生效率最高提升 19 倍！

二、REF1 如何激活植物的再生能力？

1. 受体 PORK1：信号传递的 “门卫”

REF1 需要与细胞膜上的受体 PORK1 结合才能发挥作用。就像钥匙插入锁孔，REF1 与 PORK1 结合后，激活下游的信号通路。

研究人员通过体外实验证实，PORK1 能特异性结合 REF1，而突变 PORK1 会导致植物完全失去对 REF1 的响应，再生能力彻底瘫痪。

2. WIND1：细胞重编程的 “指挥官”

REF1-PORK1 信号最终指向关键转录因子 WIND1。当 REF1 激活 PORK1 后，WIND1 基因被启动，就像吹响细胞重编程的号角，促使伤口处的细胞重新分化，形成愈伤组织并再生出新器官。

更神奇的是，WIND1 还能反过来促进 REF1 前体基因的表达，形成 “信号放大回路”，让再生信号持续增强。

三、从实验室到农田：REF1 的农业应用

1. 攻克难转化作物的 “瓶颈”

基因编辑和转基因技术的一大障碍，是作物再生效率低。REF1 的发现为这一难题提供了新思路：

大豆：东农 50 品种的再生效率因 REF1 提升 9 倍，转化效率提升 2-5 倍；

小麦与玉米：优质小麦 JM22 和玉米 B104 的再生效率分别提高 8 倍和 6 倍，转化效率提升 4 倍；

野生番茄：秘鲁番茄 PI126944 的再生效率从极低跃升至 19 倍，转化效率提高 12 倍。

2. 为作物育种开辟 “快车道”

传统育种中，再生能力差的作物（如单子叶植物）改良困难。REF1 的应用可能打破这一限制 —— 只需在组织培养中添加 REF1 肽，就能让难生根、难发芽的作物细胞重新焕发活力，加速转基因和基因编辑进程。

四、REF1 技术的挑战与未来展望

尽管 REF1 在实验室和初步田间试验中表现亮眼，但其实际应用仍面临挑战：

剂量与时效性：REF1 的最佳作用浓度在不同作物中差异显著（如番茄 1 nM vs. 大豆 100 nM），需精准优化；此外，REF1 在植物体内的半衰期仅数小时，如何通过分子设计延长其活性是关键。

与其他信号的协同：植物再生受多种激素（如生长素、细胞分裂素）调控，REF1 如何与这些信号通路互作？研究发现，REF1 可通过 WIND1 增强细胞分裂素受体基因 CRE1 的表达，二者形成协同效应 。

值得期待的是，REF1 技术可能催生 “精准再生育种” 新模式 —— 农民可通过喷洒 REF1 肽促进受损作物修复，或在组培苗中添加 REF1 提高转基因效率。这颗仅由 23 个氨基酸组成的多肽，或许正撬动着作物育种技术的革新。

参考文献：Yang et al., Cell 2024, DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.040

来源：氨基酸多肽与酵母科学