12 月 5 日，中国科学院东北地理与农业生态所举办了“世界土壤日”系列学术活动，单细胞中心徐健研究员应邀参加中德研讨会—“从单细胞到卫星遥感：黑土地科学前沿与挑战”，并做题为“土壤元拉曼组计划：原位代谢功能靶向性的单细胞测序和益生菌挖掘”的报告。

微生物是生态系统的重要组成部分，直接或间接地参与所有的生态过程，微生物组（菌群）是基础研究、生态治理和生物制造的载体/工具，具有重要的科研价值、生态环境与社会经济效益。

土壤组成成分复杂，各组分之间在不同时空维度上也存在多种互作，这些均为衡量和评价土壤生态系统服务带来了严峻的挑战。长期以来，人们一直致力于筛选土壤质量（健康）评价指标，并完善评价方法。然而，传统筛选方法的主要思路为先培养后筛选，过程繁琐、费时费力。

为了满足考察自然界中细胞“原位功能”这一共性科学需求，单细胞中心提出了创新性解决思路。

徐健研究员首先向与会人员介绍了单细胞中心基于拉曼组策略建立的拉曼组技术平台（RTP）。该平台能够在单个细胞乃至细胞器的精度建立代谢表型组和基因组（或转录组、蛋白组等）的关联，从而在最为“深刻”的水平回答在生命体系中“Who is doing What, Why, and Wealth”。

结合具体场景，他为与会专家讲解了中心研制与产业化的仪器的先进性，诸如RACS-Seq的单细胞“表里兼得”和FlowRACS进一步提高通量等。

随后，他展示了单细胞中心研究小组最新开发的单细胞拉曼耦合培养技术scRACS-Culture，因其功能筛选不依赖于细胞纯培养，故而能基于“原位”功能、针对菌群中所有的生物多样性进行挖掘，并精准聚焦于目标功能细胞进行培养条件优化。这些特色克服了功能筛选片面性、功能评价失真性、菌株培养盲目性这三个传统“先养后筛”策略的潜在缺陷。

除此之外，他表示scRACS-Culture对于人体、动植物和微生物细胞资源产业也具有共性方法学意义，前景广阔。

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通过徐健研究员深入浅出的讲解，与会人员对单细胞“代谢表型组-基因组-培养组”这一代谢功能靶向性的单细胞多组学技术平台对于菌群功能测量、筛选、监控、设计等环节的重要支撑作用有了深入的认识。报告结束后，大家就上述技术和仪器的研究意义和产业价值进行了热烈的讨论。

中德研讨会“从单细胞到卫星遥感：黑土地科学前沿与挑战”

近 5 年来，单细胞和卫星大数据呈指数式的爆炸性增长，耦合单细胞微观过程与遥感景观格局，不仅成为国际科学前沿，也是全球重大问题导向的应用基础研究热点，如粮食安全、碳中和碳达峰、联合国可持续发展目标等。事实上，微米尺度的单细胞微生物生理过程，塑造了绚丽多彩的宜居地球，跨学科荟萃式研究已成为科研新范式。据此，2021 年国家基金委中德中心启动了 Mobility 国际合作项目-“从单个细胞到卫星遥感：智慧农业与环境可持续发展情景下的温室气体甲烷减排”。同年，中国科学院启动了“黑土粮仓”科技会战，打造了东北粮食主产区全覆盖的 7 个典型模式，构建了天空地一体化监测体系，形成了迄今最为全面的跨学科建制化体系化的大数据智能管控平台，为实现细胞-卫星全尺度集成研究，解析黑土地国家粮食安全压舱石的基础性重大问题提供了契机。