近日，中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所鄉(xiāng)村振興科技創(chuàng)新團隊牽頭構(gòu)建了首個結(jié)合單細胞轉(zhuǎn)錄組、空間轉(zhuǎn)錄組及空間代謝組的棉花纖維起始發(fā)育圖譜。利用該圖譜可以識別關鍵基因的表達模式及其與代謝途徑的關系，深入剖析纖維發(fā)育過程中的核心調(diào)控機制。相關研究成果發(fā)表在《自然通訊（Nature Communications）》上。
棉花纖維是由種子外表皮表面的單細胞發(fā)育而來，在種子發(fā)育的早期階段大約25%的胚珠表皮細胞分化成棉絮纖維。解析決定細胞發(fā)育命運及調(diào)控棉纖維起始和延伸的機制將為提高棉花纖維產(chǎn)量和品質(zhì)提供新途徑。
該研究繪制了棉花纖維早期發(fā)育的單細胞轉(zhuǎn)錄組圖譜、空間轉(zhuǎn)錄組圖譜及空間代謝組圖譜，構(gòu)建了一個多層次的棉花纖維起始發(fā)育的動態(tài)調(diào)控網(wǎng)絡，不僅能夠高分辨率捕捉纖維細胞發(fā)育過程中的基因表達模式，還能揭示與基因表達密切相關的代謝變化，填補了目前在纖維細胞發(fā)育研究中的技術(shù)空白。利用該圖譜，該研究鑒定到一批調(diào)控纖維起始發(fā)育的關鍵基因。研究結(jié)果從單細胞水平全面解析了纖維起始發(fā)育過程中動態(tài)的調(diào)控網(wǎng)絡，為棉纖維發(fā)育研究提供了重要數(shù)據(jù)資源，也為棉花精準育種提供了理論支撐。
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目的支持。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-55869-z
