近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所鄉(xiāng)村振興科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)牽頭構(gòu)建了首個(gè)結(jié)合單細(xì)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(shí)別關(guān)鍵基因的表達(dá)模式及其與代謝途徑的關(guān)系，深入剖析纖維發(fā)育過程中的核心調(diào)控機(jī)制。相關(guān)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(xì)胞發(fā)育而來(lái)，在種子發(fā)育的早期階段大約25%的胚珠表皮細(xì)胞分化成棉絮纖維。解析決定細(xì)胞發(fā)育命運(yùn)及調(diào)控棉纖維起始和延伸的機(jī)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(xì)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(gè)多層次的棉花纖維起始發(fā)育的動(dòng)態(tài)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠高分辨率捕捉纖維細(xì)胞發(fā)育過程中的基因表達(dá)模式，還能揭示與基因表達(dá)密切相關(guān)的代謝變化，填補(bǔ)了目前在纖維細(xì)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(guān)鍵基因。研究結(jié)果從單細(xì)胞水平全面解析了纖維起始發(fā)育過程中動(dòng)態(tài)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，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(zhǔn)育種提供了理論支撐。

 

　　該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。（通訊員 梁冰）

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-55869-z