總部位于深圳的華大集團3日發(fā)布消息稱，中國科學院遺傳發(fā)育所攜手華大生命科學研究院、崖州灣國家實驗室和中國科學院基因組研究所等單位，日前成功繪制了首個國產(chǎn)大豆的全生命周期器官發(fā)育“時空圖譜”，相關成果發(fā)表于國際權威期刊《分子植物》(Molecular Plant)。
研究團隊以國產(chǎn)大豆品種“中黃13”為研究對象，開創(chuàng)性地構建了“宏觀-單細胞-空間”三級轉錄解析體系，通過多維技術融合，首次實現(xiàn)大豆器官的3D基因表達可視化，堪稱大豆界的“谷歌地圖”。
該研究完整呈現(xiàn)了大豆基因表達的時空動態(tài)信息，為理解大豆發(fā)育提供了前所未有的視角。
其一，鑒定出大豆各器官特異性表達的基因，并以根瘤特異基因為例，證實GmPMTs基因通過基因串聯(lián)重復擴張，調控根瘤發(fā)育；
其二，構建器官發(fā)育全景圖譜，以葉片發(fā)育為例，首次發(fā)現(xiàn)展開期葉片的轉錄特異性，并對其中關鍵的長鏈脂肪酸共表達模塊進行了挖掘，為大豆葉片改良提供了新線索；
其三，構建了根尖空間3D轉錄圖譜，揭示大豆根尖細胞分化的動態(tài)路徑，為豆科根尖發(fā)育提供了發(fā)育藍圖；
其四，通過根瘤空間3D單細胞圖譜解析根瘤器官的細胞異質性，揭示了根瘤共生基因的空間定位，為“根系-微生物”互作研究建立了細胞級時空坐標系。同時發(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。
文章共同第一作者、華大生命科學研究院助理研究員陳釧表示，相信這些成果將推動中國大豆科技向智慧育種新時代邁進。
中國-博士人才網(wǎng)發(fā)布
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