2025 年 11 月 6 日，《Molecular Plant》刊发了题为 《A synthetic transcription cascade enables direct in planta shoot regeneration for transgenesis and gene editing in multiple plants》 的最新研究。来自德克萨斯理工大学、明尼苏达大学和墨西哥国立理工学院的团队成功开发出一种新的植物基因工程方法，能够将传统需要数月甚至一年的育种周期缩短至短短数周。
这一成果不仅标志着作物生物技术的关键瓶颈被进一步突破，也为全球快速育种提供了一条全新的技术路径。
植物“自愈机制”变成育种新引擎
传统的转基因或基因编辑育种流程，需要从单个细胞开始诱导再生，最终长成一株完整植株。这个过程对许多物种极为困难：番茄需 4 个月以上；棉花甚至要 接近 1 年；豆类、辣椒等品种组织培养更是难上加难。
长期以来，植物再生效率低、周期长、技术复杂，一直被视为作物基因改造的“瓶颈之瓶颈”。
而这项新技术的突破之处在于：直接利用植物受伤后的自然再生能力，让基因导入和新芽生成同步发生。
当植物被修剪时，会启动自动修复程序——形成愈伤组织、启动细胞分裂、长出新芽。这一过程由 WIND1和 ESR1等关键蛋白串联调控，如同一场环环相扣的分子“接力赛”。
研究团队将这些调控基因的指令嵌入农杆菌（Agrobacterium）中，再将其施用于植物切口，诱导植物在自我愈合过程中直接生成带有转基因或基因编辑的芽体。
实验成果与突破
番茄、烟草成功率超 20%
在实验中，研究人员首先在烟草上进行测试。结果显示：约 35% 的切口长出红色标记的转基因新芽
在番茄中：成功培育转基因植株的比例达到 21%，这对于无需传统组织培养、直接在植株上完成改造的技术而言，已属重大突破。
大豆的意外进展
大豆向来以再生困难著称。初次实验并未成功，但研究团队通过改进方法——将农杆菌作用于催芽后的种子，再进行 3.5 周的短期培养，最终成功获得 28% 的转基因芽体。
相比传统大豆育种需在组织培养中维持 3–4 个月甚至更长，将周期压缩到 3.5 周 被视为“跨越式进展”。
论文通讯作者 Gunvant Patil 表示：“我们的方法绕开了耗时漫长的组织培养，直接调动植物自身再生能力。这种方式或将重新定义下一代作物改良技术。”
智种评论
这项突破性成果，不仅展示了植物再生研究的前沿方向，也为我国加速推动生物育种创新提供了值得借鉴的路径。
我国在玉米、小麦、水稻、大豆等主要作物上仍高度依赖传统组织培养体系，耗时长、成本高。“伤口诱导—原位再生”模式为构建 自主快速再生体系提供了新思路。
愈伤诱导、激素调控、再生信号通路等都是快速育种平台的核心科学问题。
我国有必要持续投入基础科研，补上关键理论短板，构建自主可控的育种底层能力。
该技术成功依赖于植物生理学、分子遗传学、微生物工程等领域的深度协作。我国种业创新也需加快建立类似的跨界融合体系，形成完整技术链条。
如果此类技术体系不断成熟，将显著提升大豆、油菜、玉米等关键作物的改良速度。建议在国家生物育种重大专项框架下，优先开展验证与示范研究。
快速育种体系的应用离不开表型鉴定、种子繁育、品种审定等配套体系的现代化。只有打通从实验室到田间的全链条，技术才能真正转化为产业竞争力。
结语
当植物的“自愈力”被科学激活，育种技术的边界便被重新划定。育种周期被压缩、难度被降低、品种创新被加速——这不仅是一次技术进步，更是一次育种范式的转变。
未来的种业竞争，拼的将不仅是谁能育出好品种，也拼谁能更快、更稳、更高效地育出好品种。抓住技术加速的窗口期，让科研、产业与政策同频共振，中国种业完全有机会在全球竞争中实现跃升。
来源：isaaa，细胞科学等/文章原文：https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(25)00322-3
