赋能种业研究开创新篇章 | 时空组学亮相2023中国种子大会

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种业是粮食安全的命脉。4 月1日至4日，2023中国种子大会暨南繁硅谷论坛在海南三亚举行。大会以“中国种业振兴·南繁硅谷崛起”为主题，搭平台、展成果、聚智慧、引发展。151位来自海内外的院士、产业技术体系首席科学家、研究员、青年科研工作者等齐聚现场，共同探讨我国种业新发展和新未来。

三亚华大生命科学研究院院长岳震受邀参会，并就“揭榜攻关水稻产业化发展关键技术——时空组学助力水稻全生命周期发育图谱构建”作专题报告。

种业是农业的“芯片”，新时代的粮食安全发生了重大需求变化。面对新形势，种业发展亟需对育种瓶颈问题开展突破性攻关。作为当下炙手可热的前沿技术，时空组学技术将成为攻关水稻产业化发展的关键。

本次大会上，三亚华大生命科学研究院院长岳震对时空组学如何助力种业发展做了主题分享，在“揭榜攻关水稻产业化发展关键技术——时空组学助力水稻全生命周期发育图谱构建”报告中，他指出了植物单细胞/时空转录组研究在实验过程、数据分析中存在的难点，以及构建细胞图谱、性状发生机制、发育和分化研究等亟待解决的科学问题，同时分享了华大自主研发的时空组学技术Stereo-seq有望为解决这些问题带来的突破。

三亚华大生命科学研究院院长岳震作报告

Stereo-seq是一项基于DNA纳米球测序芯片自主研发的可实现超高通量、超高精度的全景式时空转录组技术，它将认识生命空间的分辨率提高到了500 nm的亚细胞层级，相比国际同类技术分辨率提升了40,000倍，其在植物发育研究中具有巨大潜力。

2022年5月，研究人员利用Stereo-seq进行模式植物拟南芥的叶片研究，对拟南芥叶片的上、下表皮细胞、栅栏细胞、海绵细胞的转录组特征进行了详细解析，攻克了长期以来研究人员无法对叶片中高度相似细胞类型的分子特征进行有效解析的难题。

拟南芥叶片研究在Developmental Cell发表

除了在植物发育研究中的潜力，Stereo-seq也已被成功应用到动物胚胎发育、脑科学、肿瘤等多个不同领域，相关成果已收获CNS大满贯。

水稻作为最重要的粮食作物之一，可以满足全世界近1/2人口的粮食需求。时空组学技术Stereo-seq在拟南芥等植物发育研究中的突破，使得科研工作者能够将其利用到水稻研究中，解析水稻关键发育过程细胞命运决定机制及分子调控网络，为水稻精准育种提供扩大的基因池，从而绘制水稻全生育期多器官的单细胞基因表达时空图谱。

关于“水稻单细胞时空组学研究”

2022年，为加强种子科技关键技术攻关，研究解决种子产业链“卡脖子”技术和企业依靠自身力量难以解决的关键核心技术，海南省崖州湾种子实验室与三亚华大生命科学研究院进行合作，资助科研机构开展技术攻关。双方针对企业发展的关键核心技术开展调研，凝练形成了“揭榜挂帅”重大技术需求（难题）榜单。

“水稻单细胞时空组学研究”作为榜单项目，由海南省崖州湾种子实验室执行主任陈凡教授挂帅，海内外12个优秀科研团队共同参与合作，目标是利用时空组学技术Stereo-seq等，首次绘制水稻全生育期多器官的单细胞基因表达时空图谱，结合多组学研究手段，打造植物研究新范式，助力种业创新。

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