我国科研团队成功绘制水稻全生命周期时空细胞图谱
近日，我国科研团队成功绘制水稻全生命周期时空细胞图谱，覆盖了水稻从种子萌发到开花结实的全过程，整合了基因组、细胞发育阶段与空间转录组信息，为从个体尺度理解植物发育提供了重要基础。这是由崖州湾国家实验室联合华大生命科学研究院、华中农业大学、南方科技大学、武汉大学、中国科学院遗传与发育生物学研究所等12家科研机构，分工协作完成的水稻研究成果，该成果已于10月6日在国际学术期刊《细胞》（Cell）在线发表。
水稻的生长发育涉及不同类型细胞的协同作用。过去，研究人员可以分析某个基因的功能，或者观察某一组织、某一发育阶段的变化，但在完整生命周期中，数万个基因在何处、何时参与调控生长发育，业界对此仍缺少系统性认识。
此次研究建立了覆盖10类器官或组织、61个发育阶段的图谱。研究团队获取了超85万个高质量细胞核的数据，以及超34万个空间数据单元，注释出119种细胞类型和133个细胞亚型。
这张图谱可以理解为一份带有时间和空间位置的生命信息地图：它既呈现了不同细胞类型在组织中的分布，也反映了功能基因表达随发育阶段发生的变化，帮助研究者将分子层面的信息与水稻宏观的生长过程联系起来。
水稻全生命周期细胞类型与空间分布图谱（科研团队供图）
为了让科研成果转化为可持续使用的公共资源，团队建立了交互式在线图谱平台，支持基因查询、空间表达展示和比较分析，并开发了水稻单细胞基础模型RICE scGPT。这个模型相当于为农业科研界打造了一个懂水稻细胞的“AI大模型”，利用本研究及公开的水稻单细胞数据训练，可辅助细胞类型注释和对不同来源数据集的整合，提高了数据的可比性与复用性。
这项成果的背后，是一场跨越26年的科研接力。早在2000年，袁隆平院士就与华大等签署合作协议，拉开了华大水稻基因组研究的序幕，水稻籼稻基因组工作框架图于2002年在杂志《科学》（Science）上发表。如今，研究的观察尺度从遗传序列进一步延伸至细胞、空间位置和发育过程。水稻全生命周期时空细胞图谱及相关数据库、模型的发布，为研究者独立挖掘基因功能提供了一条全新的思路。研究者可以查看关注的基因在不同组织和发育阶段中的表达情况，再结合实验开展功能验证。这开拓了植物全生命周期研究的新路径，也为全球学者提供了宝贵的公共资源。
原标题：《我国科研团队成功绘制水稻全生命周期时空细胞图谱》