首个棉花纤维起始发育单细胞时空组学图谱发布

近日，中国农业科学院棉花研究所乡村振兴科技创新团队牵头构建了首个结合单细胞转录组、空间转录组及空间代谢组的棉花纤维起始发育图谱。利用该图谱可以识别关键基因的表达模式及其与代谢途径的关系，深入剖析纤维发育过程中的核心调控机制。相关研究成果发表在《自然通讯（Nature Communications）》上。

棉花纤维是由种子外表皮表面的单细胞发育而来，在种子发育的早期阶段大约25%的胚珠表皮细胞分化成棉絮纤维。解析决定细胞发育命运及调控棉纤维起始和延伸的机制将为提高棉花纤维产量和品质提供新途径。

该研究绘制了棉花纤维早期发育的单细胞转录组图谱、空间转录组图谱及空间代谢组图谱，构建了一个多层次的棉花纤维起始发育的动态调控网络，不仅能够高分辨率捕捉纤维细胞发育过程中的基因表达模式，还能揭示与基因表达密切相关的代谢变化，填补了目前在纤维细胞发育研究中的技术空白。利用该图谱，该研究鉴定到一批调控纤维起始发育的关键基因。研究结果从单细胞水平全面解析了纤维起始发育过程中动态的调控网络，为棉纤维发育研究提供了重要数据资源，也为棉花精准育种提供了理论支撑。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。（通讯员 梁冰）

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-55869-z