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近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所聯(lián)合國內(nèi)外研究機構(gòu)，構(gòu)建了首個水稻多器官單細胞多組學(xué)圖譜，系統(tǒng)解析了細胞類型的功能及其對復(fù)雜性狀的調(diào)控作用，并預(yù)測和挖掘出多個細胞類型特異的性狀調(diào)控基因，為水稻設(shè)計育種提供了細胞水平特異候選靶點。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》雜志上。
水稻的根、莖、葉、種子等器官由多種功能細胞組成，這些細胞類型對水稻發(fā)育、產(chǎn)量與抗性都具有重要作用，但對其系統(tǒng)鑒定及功能解析進展較慢。利用單細胞等新興技術(shù)，從細胞層面系統(tǒng)刻畫不同器官的細胞類型與狀態(tài)，解析其分子調(diào)控機制，可為解析水稻發(fā)育和重要農(nóng)藝性狀的形成提供新路徑。該研究對水稻8個器官中超過11萬個細胞的RNA表達與染色質(zhì)可及性狀態(tài)進行了同步測序和深度分析，通過原位雜交實驗驗證了54種細胞類型，并構(gòu)建了細胞類型特異的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，挖掘了系列細胞類型特異基因。同時，研發(fā)了水稻單細胞水平的基因擾動虛擬敲除、轉(zhuǎn)錄因子功能預(yù)測、細胞類型預(yù)測等算法、工具和模型。該研究為水稻單細胞水平智能設(shè)計育種提供了數(shù)據(jù)、基因和技術(shù)基礎(chǔ)，為作物改良開辟了新途徑。（喻思南 崔艷）
責(zé)任編輯：魏敏
