西南大学蚕学与系统生物学研究所、蚕桑纺织与生物质科学学院学院教授徐汉福课题组首次绘制了高分辨率的大蚕期丝腺全景时空转录图谱，解码家蚕何以高效产丝。7月10日，相关研究成果发表在《细胞报告》上。
实验用的家蚕。课题组供图
家蚕起源于我国，产丝量多，丝性能优。家蚕丝除了作为纺织原料的传统用途，在组织工程、生物医药、食品、先进材料等领域亦展现出巨大潜力和应用前景。该研究首次绘制了高分辨率的大蚕期丝腺全景时空转录图谱。以此为基础，解析了大蚕期丝腺的细胞类型、细胞状态及其基因表达的动态变化，精准定位并揭示了丝腺细胞群的空间位置与空间异质性。
研究发现，在单细胞分辨率下，大蚕期丝腺共有7种细胞类型，这些细胞随时间维度呈现丰富的细胞状态，不同状态的细胞群沿拟时序轨迹可划分为三条路径，每条路径上的功能异质性丝腺细胞在不同发育时期行使其相应的生物学功能。空间维度上，大蚕期丝腺各细胞群的功能特征与它们合成丝蛋白的区域异质性具有精准对应关系。
研究探明了大蚕期丝腺的丝蛋白合成细胞群和丝蛋白基因的时空表达动态，揭示了各细胞群在丝蛋白高效合成期的功能特征、转录调控网络和细胞间通讯关系，鉴定了一批调控丝腺发育和丝蛋白高效合成的关键因子。这些研究结果，从时间和空间双维度深度解码了大蚕期家蚕丝腺的发育动态和高效产丝之谜。
课题组历时4年，绘成并解析了涵盖家蚕胚胎、稚蚕和大蚕共7个发育时期的丝腺单细胞蓝图和1个大蚕期丝腺空间转录图谱，为家蚕丝腺生物学和精准分子育种研究提供了高分辨的时空视场和理论支撑，对促进以家蚕为模式的泌丝生物及其丝蛋白研究与利用具有重要意义。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114460
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