麻省理工学院怀特黑德研究所玛丽·格林实验室的研究人员创建了种子早期发育的转录图谱。 拟南芥（Arabidopsis thaliana）该研究绘制了授粉后第3、5和7天不同细胞和细胞核类型中的基因活性图谱。研究结果揭示了与胚胎、胚乳和母珠被之间协调作用相关的机制。
该图谱包含54.210个种子核结构。其中，24.024个对应于授粉后3天的种子，16.039个对应于授粉后5天的种子，14.147个对应于授粉后7天的种子。种子核基部包含约10,5%的胚、23,4%的胚乳、64,3%的种皮，以及未受精的胚珠和珠柄。
种子发育
研究团队利用单核RNA测序技术追踪了种子发育的动态阶段。第3天，胚呈球状，胚乳仍保持多核细胞结构。第5天，胚乳在珠孔区开始细胞化。第7天，细胞化完成，胚迅速膨胀。
这项研究提高了先前图谱的分辨率。 拟南芥根据新闻稿，由于技术限制，之前的数据库无法区分许多细胞类型。新的数据库能够定位与种子生长、营养储存以及细胞间通讯相关的组织中的活性基因。
科学家们已经确定了种子的主要细胞或细胞核类型。这项研究还精细化了胚乳中的转录状态，并绘制了特定细胞类型基因的选择信号图谱。分析结果显示，与油菜素甾醇响应性转录因子激活相关的基因存在区室化现象。
油菜素甾醇调节植物的生长过程。本研究发现，与这些激素生物合成相关的基因在种皮珠孔区高度集中表达。数据还显示，胚乳中邻近细胞也存在与激素反应相关的基因。这种分布模式表明，在种子发育过程中，激素的产生和反应之间存在局部协调机制。
先前的研究
该研究将这些信息与之前关于种子大小的研究联系起来。宣传材料指出，油菜素甾醇合成的中断已经导致种子体积减小，但其在发育中的种子内部的具体合成位置仍未确定。
该图谱还详细描述了种皮的合点区域，该区域与母体营养物质进入种子密切相关。研究人员在胎盘合点区域识别出具有互补功能的亚型。其中一组亚型包含与胼胝质合成相关的标记。另一组亚型则包含与磷酸盐转运和磷酸酶活性相关的基因。
研究团队发现胚乳中组织分化程度更高。他们发现编码分泌型短肽的基因大量表达，尤其是在珠孔和合点胚乳中。这些区域位于种子的重要界面：合点区域负责母体营养物质的进入，而珠孔区域则靠近胚胎。
创始人口
该分析还提出，合点胚乳中存在一个创始种群。该种群可能有助于在母体组织和受精后产生的组织交界处建立一个区域。根据该文献，母株提供的资源数量和时间会影响种子中油脂、淀粉和蛋白质的储备。
更多信息请访问 doi.org/10.1038/s41477-026-02295-8
