驴，作为一种特色家畜，浑身都是宝：驴肉宜食用，驴皮可熬制阿胶，驴骨能入药，驴奶、驴鬃、驴油等也各有用处。然而，尽管驴产品价值高，驴种质资源珍爱和驴家当发展却面对重重困难。

日前，青岛农业大学联合内蒙古大学在国际期刊《先进科学》上发表了全球首个德州驴全身组织单细胞转录组图谱，首次从单细胞层面揭示了德州驴全身组织细胞的转录特征。这不但为驴种质资源珍爱与创新利用提供了科学根据，也为阿胶原料及其产品的精确判别提供了可靠的份子靶标。

首次将单细胞组学技术应用于驴研究

数据表现，全球已纪录驴品种有178个。然而，由于嫡亲生殖等原因，约25%的驴品种正面对灭尽的威逼。

为推进驴种质资源珍爱和创新性利用，2022年，青岛农业大学驴全身单细胞转录组图谱研究团队以德州驴为样本，借助单细胞转录组技术深入研究该驴种全身细胞的转录特性。

“当时单细胞转录组技术方才衰亡，主要应用于人类、小鼠和其他形式植物研究，在驴研究的应用方面仍然是空白。我们尝试突破这一近况，将这项新技术应用于驴表型精准判定。”青岛农业大学驴全身单细胞转录组图谱研究团队主要成员、青岛农业大学植物科技学院传授王豪杰说。

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想要研究细胞，起首需要采样。2023年，研究团队来到位于山东省滨州市无棣县的一处国家级德州驴保种场——山东俊驰驴业无限公司进行采样，顺利获取一公一母两端德州驴的心脏、皮肤等20种组织，共计40个样本。

然而，在测序阶段，研究团队遇到了困难。“单细胞测序对细胞活性请求极高，当时我们对部份非凡驴组织的解离经验不足，致使实行后期部份组织因解离时间过长，细胞活性无法满意建库请求，终究不得不废弃。”王豪杰告诉记者，为了保障数据质量，团队又再次前往保种场收罗样品，进行数据补测。终究，他们拿到了275050个高质量细胞，涵盖84种细胞类型，包括稀有的浦肯野细胞和肠内分泌细胞。在此基础上，团队系统构建了德州驴20种组织的单细胞转录图谱。

驴的单细胞研究在国际上较为罕有，该团队在数据阐明历程中缺乏可参考的比对数据。他们另辟门路，通过单细胞转录组数据集展望不同细胞的代谢活性。

“我们揭示了驴各器官系统的功能基因调控收集，确定了GATA6和OLIG2离别作为维持消化系统和神经系统功能的关键转录因子。”王豪杰说，团队还系统揣摸了细胞类型和组织特异性转录因子调控收集，揭示了多个组织特异性转录因子模块。

此外，团队还建立了驴单细胞转录图谱在线数据库，以期进一步推进驴相关研究范畴的快速发展。

开辟驴种质资源珍爱新思绪

“驴受胎率低、单胎怀胎且怀胎周期长、生殖难度大。而且，驴的生长周期较长，幼驴长到成年需要大约三年时间，远长于猪等家畜的生长周期。养殖成本高致使养殖效益不佳、养殖户积极性受挫，这是限制驴家当产能提升的关键因素。”王豪杰说，怎样在珍爱与发展间寻得均衡，成为一项紧迫课题。

在我国，本土驴种养殖数量从2011年的485万头急剧下降至2023年的146万头。为加大对本土驴种质资源的珍爱力度，我国建立了2个国家级珍爱区、7个国家级保种场以及21个省级保种场。

而此次团队的研究成果也为德州驴种质资源珍爱提供科学根据。王豪杰说，传统的表型育种主要依赖于对表型的窥察和选择，通常需要历经多个世代的挑选才能确定具有优良性状的个别。这种方法周期长，且容易受到情况因素的影响，致使育种结果不波动。相比之下，现代基因组选择和份子标记帮助选择可以同时实现对多个复杂性状的选育。然而，精准的性状改良有赖于对表型性状准确的认知，包括遗传基础和生理调控方面。

一方面，研究团队正积极开展德州驴重要经济性状的基因组解析。现在，团队已挑选到许多与方针性状显著关联的候选位点。另外一方面，团队基于单细胞转录组图谱的研究，可以更精确地相识驴生长、生殖等重要经济性状的份子调控机制。“这有助于驴经济性状功能基因的挖掘和份子标记的判定，为加快实现驴初期选育奠定基础。”王豪杰说，置信在不久的将来，在幼驴出生后不久，即可根据份子标记判断其是不是适合留种，这将大大缩短育种周期，进步育种效率并降低成本。

基于该研究，团队还提出份子程度的种质资源珍爱理念，不但包括德州驴的DNA和细胞，还可以对德州驴全身组织细胞的RNA文库进行保存，为将来可能的种群复原和遗传改良保留珍贵的遗传资源。

“除了传统的保种场珍爱方式外，该研究为德州驴份子程度的种质资源珍爱提供了重要的数据支持。”王豪杰说，这项研究全面推进了驴种质资源珍爱与精准育种研究从群体程度向单细胞程度的超过。

助力阿胶家当突破资源瓶颈

比年来，跟着消费者对健康养生和传统中医药产品需求的提升，中国阿胶行业的市场范围稳步增进。阿胶主要以驴皮为原料，驴存栏数量的相对减少致使驴皮供不该求。

“中国阿胶年产量达6000吨，需消耗驴皮约120万张，而国内驴皮供应仅能满意总需求的30%。”青岛农业大学植物科技学院院长、山东省高校植物生殖与种质创新重点实行室主任沈伟说。

基于阿胶家当发展需求的考虑，青岛农业大学驴全身单细胞转录组图谱研究团队在研究历程中，有针对性地对驴皮组织做了非凡阐明，从细胞份子层面解析了驴皮奇特药用价值的生物学本质。

通过跨物种和跨组织的比较阐明，研究团队揭示了驴皮脂细胞在能量和脂质代谢中的奇特基因表达形式，并判定出PON3为驴皮脂细胞的特异性标记基因。此外，研究还进一步发现了驴皮中花生四烯酸等高含量代谢物的积存特征，提示这些代谢物可能与驴皮的药用价值存在潜在关联。

“在研究历程中，我们发现了驴皮的代谢形式与其它植物的皮肤组织有着显著差异。”王豪杰说，驴皮有非凡的份子标记，因此可以通过份子程度检测去判定市面上驴皮的真假。

跟着科技的飞速发展，分解生物学和人工智能技术逐渐渗出到生命科学研究的各个范畴。研究团队设想，将来或许能够借助这些前沿技术，实现人工分解驴皮，助力阿胶家当突破资源瓶颈，解决驴家当发展与种质资源珍爱之间的抵牾。

然而，研究团队也清楚认识到，实现这一方针面对诸多挑衅。“将基础研究成果转化为现实应用，还需降服技术转化、成本效益均衡、伦理法规等一系列难题。但团队将持续深入研究，不断探索新技术、新方法，逐步攻克这些难关。”王豪杰说。（记者 宋迎迎）