近日，中國農業科學院棉花研究所鄉村振興科技創新團隊牽頭構建了首個結合單細胞轉錄組、空間轉錄組及空間代謝組的棉花纖維起始發育圖譜。利用該圖譜可以識別關鍵基因的表達模式及其與代謝途徑的關系，深入剖析纖維發育過程中的核心調控機制。相關研究成果發表在《自然通訊（Nature Communications）》上。
棉花纖維是由種子外表皮表面的單細胞發育而來，在種子發育的早期階段大約25%的胚珠表皮細胞分化成棉絮纖維。解析決定細胞發育命運及調控棉纖維起始和延伸的機制將為提高棉花纖維產量和品質提供新途徑。
該研究繪制了棉花纖維早期發育的單細胞轉錄組圖譜、空間轉錄組圖譜及空間代謝組圖譜，構建了一個多層次的棉花纖維起始發育的動態調控網絡，不僅能夠高分辨率捕捉纖維細胞發育過程中的基因表達模式，還能揭示與基因表達密切相關的代謝變化，填補了目前在纖維細胞發育研究中的技術空白。利用該圖譜，該研究鑒定到一批調控纖維起始發育的關鍵基因。研究結果從單細胞水平全面解析了纖維起始發育過程中動態的調控網絡，為棉纖維發育研究提供了重要數據資源，也為棉花精準育種提供了理論支撐。
該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的支持。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-55869-z
