新华社重庆7月12日电（记者周思宇）我国科学家在家蚕丝腺时空生物学研究中再获突破。记者从西南大学获悉，该校徐汉福教授课题组首次绘制了高分辨率的大蚕期（4-5龄幼虫）家蚕丝腺全景时空转录图谱，解码了大蚕期家蚕丝腺的高效产丝之谜。该研究成果于7月10日发表于国际学术期刊《细胞》子刊《细胞报告》。

  家蚕起源于我国，以产丝量多、蚕丝性能优良而著称。现今，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、先进材料等领域也展现出应用前景，相关研究开发非常活跃。

  “丝腺是家蚕体内特有并能高效生产丝蛋白的大型器官，对蚕丝的产量和品质具有决定性影响。”西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室徐汉福教授介绍，丝腺何以能高效产丝，是蚕学领域致力攻克的一个重要科学问题，其系统探究可为优异蚕品种创制和丝蛋白多元化利用提供关键理论支撑。但由于家蚕丝腺器官形态和内部构造具有很强的个性化特征，其时空生物学研究存在较大挑战。

  据介绍，徐汉福教授课题组攻克了大尺寸丝腺单细胞核捕获和制样、空间切片与组织透化、单细胞空间映射等技术难题，首次绘制了高分辨率的大蚕期家蚕丝腺全景时空转录图谱。并以此为基础，解析了大蚕期家蚕丝腺的细胞类型、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。

  大蚕期家蚕丝腺时空转录图谱。（西南大学供图）

  研究发现，在单细胞分辨率下，大蚕期家蚕丝腺共有7种细胞类型。时间维度上，这些细胞随时间变化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3条发展路径。空间维度上，大蚕期家蚕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。由此，研究进一步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，并鉴定了一批调控丝腺发育和丝蛋白高效合成的关键因子。

  丝蛋白高效合成的分子调控网络和关键调控因子。（西南大学供图）

  至此，课题组历时4年，绘成并解析了涵盖家蚕胚胎、稚蚕和大蚕等发育时期的丝腺单细胞蓝图和1个大蚕期家蚕丝腺空间转录图谱，为家蚕丝腺生物学和精准分子育种研究提供了理论支撑，有助于促进以家蚕为模式的泌丝生物及其丝蛋白研究与利用。