记者3月24日得悉,中国科学院遗传与发育生物学研讨所携手华大生命科学研讨院和中国科学院基因组研讨所等单位,成功制作出首个国产大豆的全生命周期器官发育“时空图谱”。该研讨出现了大豆基因表达的时空动态信息,为了解大豆发育供给了新视角。相关研讨效果日前宣布在《分子植物》上。
据悉,研讨团队以国产大豆种类“中黄13”为研讨目标,根据314份全器官样本的惯例转录组大数据,精准确定器官发育阶段和要害器官的特征基因。继而研讨团队运用单细胞核转录组捕获5大功用器官,即根、根瘤、茎尖、叶、茎的细胞级表达图谱,终究经过时空组学技能出现基因表达的三维空间方位信息,并经过多维技能交融,初次完成大豆器官的3D基因表达可视化。
经过不一样转录组数据的整合,该研讨判定出大豆各器官特异性表达的基因,并以根瘤特异基由于例,证明GmPMTs基因经过基因串联重复扩张,调控根瘤发育。此外,研讨还构建了器官发育全景图谱,以叶片发育为例,初次发现打开期叶片的转录特异性,并对其间要害的长链脂肪酸共表达模块进行了发掘,为大豆叶片改进供给新头绪。
一起,该研讨还构建出根尖空间3D转录图谱,提醒大豆根尖细胞分解的动态途径,为豆科根尖发育供给了发育蓝图。经过根瘤空间3D单细胞图谱解析根瘤器官的细胞异质性,研讨提醒根瘤共生基因的空间定位,为“根系—微生物”互作研讨建立了细胞级时空坐标系,并发现维管束特异性GmHBs基因在根瘤前期发育中的决定性效果,为提高大豆共生固氮功率供给新靶点。
华大生命科学研讨院助理研讨员陈钏表明:“本次研讨为解析大豆器官构成机制、发掘要害发育调控基因供给了相应技能支撑。信任这些效果将推进咱们国家向大豆才智育种新阶段跨进。”