中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，全球糧食安全形勢(shì)嚴(yán)峻背景下，中國(guó)科學(xué)家在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展?；谧钚卵芯砍晒@示，水稻作為亞洲主要口糧作物，在基因組學(xué)與表型組學(xué)交叉研究中實(shí)現(xiàn)重要突破，為未來(lái)五年我國(guó)水稻產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效提供關(guān)鍵技術(shù)支持。

  一、單細(xì)胞多組學(xué)技術(shù)解析水稻功能基因網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)精準(zhǔn)育種

  中國(guó)報(bào)告大廳發(fā)布的《2025-2030年中國(guó)水稻行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析與未來(lái)投資研究報(bào)告》指出，2025年數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)已完成覆蓋根、莖、葉、穗等8大器官的11.2萬(wàn)個(gè)水稻細(xì)胞圖譜繪制。這項(xiàng)研究首次系統(tǒng)揭示了水稻體內(nèi)54種細(xì)胞類型的分子特征，構(gòu)建出包含基因表達(dá)與染色質(zhì)開(kāi)放狀態(tài)的"水稻功能基因調(diào)控地圖"。通過(guò)開(kāi)發(fā)新型算法模型，科研人員成功實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵基因在特定細(xì)胞類型中的精準(zhǔn)定位與預(yù)測(cè)，為改良水稻高產(chǎn)、抗逆等復(fù)雜性狀提供了分子工具箱。

  二、跨物種遺傳資源挖掘助力水稻產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化

  研究發(fā)現(xiàn)水稻根系表皮細(xì)胞和維管束細(xì)胞功能特征與玉米、高粱等作物高度趨同，這一規(guī)律突破了傳統(tǒng)育種的物種界限。基于此，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)建立了水稻-禾本科作物功能基因組學(xué)比較框架，為跨物種遺傳資源利用奠定理論基礎(chǔ)。通過(guò)整合54種細(xì)胞類型的功能數(shù)據(jù)，可精準(zhǔn)關(guān)聯(lián)農(nóng)藝性狀遺傳位點(diǎn)與特定細(xì)胞類型，顯著提升抗逆、優(yōu)質(zhì)等目標(biāo)性狀的定向改良效率。

  三、數(shù)字化平臺(tái)構(gòu)建加速水稻功能基因開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

  同步建成的全球首個(gè)水稻單細(xì)胞多組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)（Rice-SCMR），集成三大核心模塊：細(xì)胞導(dǎo)航系統(tǒng)支持查詢54種細(xì)胞類型的分子特征；性狀溯源引擎實(shí)現(xiàn)遺傳位點(diǎn)與細(xì)胞類型關(guān)聯(lián)分析；靶點(diǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)基于調(diào)控網(wǎng)絡(luò)推薦功能基因。該平臺(tái)已向國(guó)際科研界開(kāi)放共享，為水稻精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種提供"從實(shí)驗(yàn)室到田間"的數(shù)字化解決方案。

  當(dāng)前我國(guó)水稻研究已進(jìn)入單細(xì)胞解析與分子設(shè)計(jì)的新階段，在技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)雜交選育到智能靶向改良的跨越。通過(guò)系統(tǒng)解構(gòu)水稻多器官功能基因網(wǎng)絡(luò)，不僅推動(dòng)了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種開(kāi)發(fā)，更為全球糧食安全提供了中國(guó)方案。隨著Rice-SCMR平臺(tái)的持續(xù)優(yōu)化和數(shù)據(jù)積累，未來(lái)五年我國(guó)有望培育出具備"模塊化設(shè)計(jì)"特征的新一代水稻品種，在保障糧食安全的同時(shí)促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。（本文發(fā)布于2025年7月16日）

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