科技日報海口10月7日電 （記者王祝華 實習生劉楊）在7日於海南省三亞市舉行的崖州灣“揭榜挂帥”聯合攻關成果新聞發布會暨水稻時空組學學術研討會上，被稱為“南繁硅谷第一張生命底圖”的水稻最新研究成果發布。據悉，該研究由崖州灣實驗室聯合海南省種業實驗室、華大生命科學研究院等12家科研機構協作完成，首次構建了覆蓋水稻從種子萌發到開花結實全過程的三維時空細胞圖譜，並整合了基因組、細胞發育階段與空間轉錄組信息，為在個體尺度上理解植物發育提供了重要基礎。相關論文於6日在線發表於國際學術期刊《細胞》。

記者了解到，該研究以粳稻品種“中花11”為材料，整合華大自主研發的Stereo-seq時空組學技術、DNBelab C4單細胞建庫平台、T7高通量基因測序儀和人工智能分析，並結合高質量T2T基因組，建立了覆蓋10類器官或組織、61個發育階段的圖譜。研究團隊獲取了超85萬個高質量細胞核的數據，以及超34萬個空間數據單元，注釋出119種細胞類型和133個細胞亞型。這張圖譜可以理解為一份帶有時間和空間位置的生命信息地圖，既呈現了不同細胞類型在組織中的分布，又反映了功能基因表達隨發育階段發生的變化。

胚乳是稻米的主要組成部分，決定著米飯的口感與營養。研究團隊發現，發育中的胚乳存在極其精細的“空間分工”：背側周緣胚乳區域更富集澱粉合成等相關基因，腹側周緣胚乳區域則更偏向儲藏蛋白合成相關基因。進一步研究發現，相關基因的突變可以改變澱粉和蛋白在背腹區域的積累格局。這一發現使籽粒營養分配和品質形成的研究，進一步深入到了胚乳的不同空間區域，為探索更精細的品質調控策略提供了科學依據。

研究還發現，關鍵調控因子OsARF1能夠在不同空間和不同發育時期轉錄表達，從而參與胚乳營養分配等不同的分子調控網絡。這為解釋“一基因影響多性狀”現象提供了全新視角。