植物器官的形态建成是大量基因感受内源和外源信号后，有序表达的结果。尽管目前的研究揭示了参与植物形态建成的基因和信号通路，但是这些基因怎样介导器官物理形态的变化尚有待解析。细胞壁等细胞组分化学性质的差异能够导致力学属性的变化，是最终影响器官塑形的关键步骤。
中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室、中国科学院大学现代农业科学学院焦雨铃研究员长期致力于植物器官塑形的研究，解析了多个参与植物器官发生的基因调控网络 (Guan et al., 2017 Curr. Biol.; Shi et al., 2018 Dev. Cell; Tian et al., 2019 Nat. Commun.; Cao et al., 2020 Curr. Biol.)。近年来，研究组综合分子遗传学、活体成像和数学建模等方法，着力研究基因功能和生物力学在协同调控植物形态建成中的作用 (Qi et al., 2017 Nat. Plants; Jiao, 2019 Mol Plant)。
近日，焦雨铃研究员受邀在Current Opinion in Plant Biology撰写题为《Mechanical control of plant morphogenesis: concepts and progress》的综述文章 (DOI:10.1016/j.pbi.2020.05.008)，对近年来机械应力在调控植物形态建成中的作用进行了系统总结。文章重点关注了植物细胞和器官水平机械应力的发生模式、植物怎样感受和传导力学信号、力学信号怎样调控细胞生长分裂和器官形成三个方面，并对植物生物力学研究的前景进行了展望。焦雨铃研究组博士后杜斐为该论文的第一作者，焦雨铃研究员为通讯作者。本项工作得到了国家自然科学基金委、中科院前沿科学重点研究项目等课题资助。
图: 机械应力在植物细胞和器官水平的发生模式
