신소재: 첫 면화섬유 시작발육 단세포 시공조학 도보 발표

중국농업과학원 면화연구소로부터 알아본데 따르면 이 마웅풍연구원팀은 단세포전사조, 공간전사조 및 공간대사조를 결합한 첫 면화섬유시작발육도감을 성공적으로 구축했다. 이 도감을 리용하여 면화관건유전자의 표현모식 및 대사경로와의 관계를 식별할수 있으며 섬유발육과정에서의 핵심조절통제메커니즘을 해부할수 있다.면화 섬유의 품질을 한층 더 개량하고 섬유 생산량을 높이기 위해 새로운 사고방식을 제공하였다.관련 연구 성과는 국제 유명 정기간행물인 네이처 커뮤니케이션스에 발표됐다.

면화는 방직공업의 주원료이다.면화 섬유는 씨앗 밖의 표피 표면의 단세포가 발육한 것으로 씨앗이 발육하는 초기 단계에서 배주 표피 세포의 약 25% 가 면화 섬유로 분화되며 시작 단계, 신장 및 초생벽 형성 단계, 차생벽 두께 증가 단계, 섬유 성숙 단계의 네 가지 다른 단계를 거쳐야 한다.처음 두 단계는 각 씨앗에서 발생하는 섬유의 수와 길이를 결정하여 최종 면화 섬유 생산량에 직접적인 영향을 줄 것입니다.이후 두 단계는 세포벽의 두께 증가와 관련되어 섬유의 강도와 세도를 결정하며 최종 면화 섬유의 품질에 직접적인 영향을 미칠 것입니다.

그러나 상술한 발육 단계를 결정하는 조정 메커니즘은 대부분 여전히 알려지지 않았다.그러므로 해석은 세포의 발육운명을 결정하고 면섬유의 시작, 연장을 조절하는 메커니즘으로서 면화섬유의 생산량과 품질을 제고하는데 새로운 경로를 제공하게 된다.

연구팀은 육지면 표준계 TM-1을 연구 재료로 하여 면화 섬유의 초기 발육을 위한 단세포 전사조 도표, 공간 전사조 도표 및 공간 대사조 도표를 제작하여 다차원적인 면화 섬유의 초기 발육을 위한 동적 조절 네트워크를 구축하여 섬유 세포의 발육 과정 중의 유전자 표현 패턴을 고해상도로 포착할 수 있을 뿐만 아니라유전자 발현과 밀접한 관련이 있는 대사 변화도 밝혀내 현재 섬유세포 발달 연구에서 기술적 공백을 메웠다.

소개에 따르면 팀은 진일보 다조학련합분석을 통해 면화섬유의 시작발육을 조절하는 관건유전자를 감정하고 그중의 일부 유전자를 선택하여 기능검증을 진행했는데 BEE3 유전자가 섬유의 시작발육을 조절하는 과정에서 관건적인 역할을 발휘하는것을 발견했는데 이 원인의 초표현은 배주표피세포가 섬유세포로 발육하도록 뚜렷이 촉진할수 있다.

현재 팀은 고의분 재료 중 면화 113에서 이 유전자의 기능 메커니즘을 유전적으로 해석하여 우수한 등위 변이를 발굴하여 고의분 면화 품종 육성을 위해 가치 있는 분자 표기를 개발하고 있다.면화 섬유의 초기 발육 과정 중의 단세포 그룹학 데이터, 공간 전사 그룹 데이터 등은 이미 공유되었다.