中国研究团队发布首个国产大豆“时空图谱”

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总部位于深圳的华大集团3日发布消息称，中国科学院遗传发育所携手华大生命科学研究院、崖州湾国家实验室和中国科学院基因组研究所等单位，日前成功绘制了首个国产大豆的全生命周期器官发育“时空图谱”，相关成果发表于国际权威期刊《分子植物》(Molecular Plant)。
研究团队以国产大豆品种“中黄13”为研究对象，开创性地构建了“宏观-单细胞-空间”三级转录解析体系，通过多维技术融合，首次实现大豆器官的3D基因表达可视化，堪称大豆界的“谷歌地图”。
该研究完整呈现了大豆基因表达的时空动态信息，为理解大豆发育提供了前所未有的视角。
其一，鉴定出大豆各器官特异性表达的基因，并以根瘤特异基因为例，证实GmPMTs基因通过基因串联重复扩张，调控根瘤发育；
其二，构建器官发育全景图谱，以叶片发育为例，首次发现展开期叶片的转录特异性，并对其中关键的长链脂肪酸共表达模块进行了挖掘，为大豆叶片改良提供了新线索；
其三，构建了根尖空间3D转录图谱，揭示大豆根尖细胞分化的动态路径，为豆科根尖发育提供了发育蓝图；
其四，通过根瘤空间3D单细胞图谱解析根瘤器官的细胞异质性，揭示了根瘤共生基因的空间定位，为“根系-微生物”互作研究建立了细胞级时空坐标系。同时发现维管束特异性GmHBs基因在根瘤早期发育中的决定性作用，为提升大豆共生固氮效率提供了新靶点。
文章共同第一作者、华大生命科学研究院助理研究员陈钏表示，相信这些成果将推动中国大豆科技向智慧育种新时代迈进。