中新網(wǎng)深圳3月3日電 (記者 索有為)總部位于深圳的華大集團(tuán)3日發(fā)布消息稱，中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所攜手華大生命科學(xué)研究院、崖州灣國家實(shí)驗(yàn)室和中國科學(xué)院基因組研究所等單位，日前成功繪制了首個(gè)國產(chǎn)大豆的全生命周期器官發(fā)育“時(shí)空?qǐng)D譜”，相關(guān)成果發(fā)表于國際權(quán)威期刊《分子植物》(Molecular Plant)。

成果發(fā)布網(wǎng)頁截圖。華大集團(tuán)供圖

研究團(tuán)隊(duì)以國產(chǎn)大豆品種“中黃13”為研究對(duì)象，開創(chuàng)性地構(gòu)建了“宏觀-單細(xì)胞-空間”三級(jí)轉(zhuǎn)錄解析體系，通過多維技術(shù)融合，首次實(shí)現(xiàn)大豆器官的3D基因表達(dá)可視化，堪稱大豆界的“谷歌地圖”。

該研究完整呈現(xiàn)了大豆基因表達(dá)的時(shí)空動(dòng)態(tài)信息，為理解大豆發(fā)育提供了前所未有的視角。

大豆器官發(fā)育的“時(shí)空?qǐng)D譜”。華大集團(tuán)供圖

其一，鑒定出大豆各器官特異性表達(dá)的基因，并以根瘤特異基因?yàn)槔C實(shí)GmPMTs基因通過基因串聯(lián)重復(fù)擴(kuò)張，調(diào)控根瘤發(fā)育；

其二，構(gòu)建器官發(fā)育全景圖譜，以葉片發(fā)育為例，首次發(fā)現(xiàn)展開期葉片的轉(zhuǎn)錄特異性，并對(duì)其中關(guān)鍵的長鏈脂肪酸共表達(dá)模塊進(jìn)行了挖掘，為大豆葉片改良提供了新線索；

其三，構(gòu)建了根尖空間3D轉(zhuǎn)錄圖譜，揭示大豆根尖細(xì)胞分化的動(dòng)態(tài)路徑，為豆科根尖發(fā)育提供了發(fā)育藍(lán)圖；

其四，通過根瘤空間3D單細(xì)胞圖譜解析根瘤器官的細(xì)胞異質(zhì)性，揭示了根瘤共生基因的空間定位，為“根系-微生物”互作研究建立了細(xì)胞級(jí)時(shí)空坐標(biāo)系。同時(shí)發(fā)現(xiàn)維管束特異性GmHBs基因在根瘤早期發(fā)育中的決定性作用，為提升大豆共生固氮效率提供了新靶點(diǎn)。

文章共同第一作者、華大生命科學(xué)研究院助理研究員陳釧表示，相信這些成果將推動(dòng)中國大豆科技向智慧育種新時(shí)代邁進(jìn)。(完)

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