魏斯曼种质学说（Weismann’s germ plasm theory）认为，生殖细胞在个体发育早期即已分离，从而减少亲代突变向后代遗传。尽管该理论在动物中已得到广泛数据支持，但在植物中仍缺乏直接证据。植物依赖分生组织，在整个生命过程中持续生长并不断形成新器官，并基于此赋予的发育可塑性来适应环境变化。这与动物在发育早期快速完成器官发育的定型模式形成鲜明对比。由于植物在发育后期才形成生殖器官，学界普遍认为其生殖系的分离也发生在花器官形成时期。这一观点对魏斯曼种质学说在植物中的适用性提出了挑战。
2026年3月30日，中国科学院遗传与发育生物学研究所钱文峰研究组在Current Biology杂志在线发表了题为Testing Weismann’s germ plasm theory in Arabidopsis的研究论文。该研究构建并应用动态碱基谱系追踪系统，在拟南芥中开展了高分辨率的细胞谱系记录。该系统利用碱基编辑器AID(“writer”)随细胞分裂不断向Readout序列中写入可遗传突变，从而实现谱系信息的持续记录。通过对亲代叶片和子代遗传的突变位点进行深度测序与回溯分析，研究团队成功重建了拟南芥的细胞谱系发育树。
基于该细胞谱系树，研究团队发现拟南芥生殖系细胞存在两种分离模式：部分生殖细胞在花序分生组织形成过程中分离(late segregation)，另一些则在更早阶段，在分枝形成之前即已分离(early segregation)。后者类似于动物中的“魏斯曼屏障”，揭示了拟南芥中存在比现有认知更早期的生殖系分离过程。该发现为理解植物如何限制突变向后代传递、维持基因组稳定性提供了新证据。
遗传发育所博士研究生郭昊天、张舸宇和高璐为该论文共同第一作者，钱文峰研究员和郇庆副研究员为共同通讯作者。中山大学贺雄雷教授、北京大学刘启昆教授和焦雨铃教授、以及遗传发育所姜丹华研究员、任勃研究员和曹晓风院士为本研究提供了宝贵意见及重要材料。遗传发育所已出站博士后刘洋、已毕业博士生王瑜、在读博士生张淳，中山大学刘湛博士和刘黎副教授，北京大学关春梅副研究员等也为本研究做出了重要贡献。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家科技重大专项以及中国科学院基础研究青年科学家项目的资助。
拟南芥生殖系细胞存在两种分离模式
