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近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所聯(lián)合國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)，構(gòu)建了首個(gè)水稻多器官單細(xì)胞多組學(xué)圖譜，系統(tǒng)解析了細(xì)胞類(lèi)型的功能及其對(duì)復(fù)雜性狀的調(diào)控作用，并預(yù)測(cè)和挖掘出多個(gè)細(xì)胞類(lèi)型特異的性狀調(diào)控基因，為水稻設(shè)計(jì)育種提供了細(xì)胞水平特異候選靶點(diǎn)。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(xì)胞組成，這些細(xì)胞類(lèi)型對(duì)水稻發(fā)育、產(chǎn)量與抗性都具有重要作用，但對(duì)其系統(tǒng)鑒定及功能解析進(jìn)展較慢。利用單細(xì)胞等新興技術(shù)，從細(xì)胞層面系統(tǒng)刻畫(huà)不同器官的細(xì)胞類(lèi)型與狀態(tài)，解析其分子調(diào)控機(jī)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(duì)水稻8個(gè)器官中超過(guò)11萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的RNA表達(dá)與染色質(zhì)可及性狀態(tài)進(jìn)行了同步測(cè)序和深度分析，通過(guò)原位雜交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了54種細(xì)胞類(lèi)型，并構(gòu)建了細(xì)胞類(lèi)型特異的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，挖掘了系列細(xì)胞類(lèi)型特異基因。同時(shí)，研發(fā)了水稻單細(xì)胞水平的基因擾動(dòng)虛擬敲除、轉(zhuǎn)錄因子功能預(yù)測(cè)、細(xì)胞類(lèi)型預(yù)測(cè)等算法、工具和模型。該研究為水稻單細(xì)胞水平智能設(shè)計(jì)育種提供了數(shù)據(jù)、基因和技術(shù)基礎(chǔ)，為作物改良開(kāi)辟了新途徑。（喻思南 崔艷）
責(zé)任編輯：魏敏
