中国农科院生物所绘制首个豆科植物根尖单细胞表达图谱

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

植物的根系负责吸收土壤中的水分及养分，并且具有运输、支持及贮存植株合成的有机物质的重要作用。近年来，单细胞技术的应用解析了模式植物拟南芥和作物水稻等根系的单细胞水平的基因表达图谱，发现不同单双子叶植物根表达图谱的差异性(Zhang et al., 2019; Liu et al., 2021)，说明物种间根系的发育及功能的不同，也表面单独研究不同种属植物根系的必要性。豆科为种子植物的第三大科，广泛分布于全球，具有重要的经济价值。豆科植物的根系还可以通过和根瘤菌互作起到固氮的作用。然而，豆科植物根的细胞类型及其功能还很不清楚。

JIPB近日在线发表了中国农业科学院生物技术研究所联合华大基因、华西师范大学等单位合作研究的题为 “Single-cell RNA-seq of Lotus japonicus provide insights into identification and function of root cell types of legume”（https://doi.org‍/10.1111/ji‍pb.‍13435）的研究论文。该研究绘制了首个豆科植物百脉根的根尖单细胞表达图谱，利用原位杂交鉴定出了根尖的主要细胞类型，并分析了各个细胞类型的潜在功能。

百脉根单细胞图谱细胞类型的注释

研究首先利用二代测序、三代HiFi测序、10x Genomics、Hi-C和全长转录组技术对百脉根基因组进行了组装和注释的提升。在此基础上，利用10x Genomicx平台对根尖解离出的22,688个原生质体进行了转录组测序，得到了高质量的测序结果（基因中位数3,183/细胞）。利用生物信息分析和原位杂交技术，通过新发现的细胞类型特异表达基因鉴定出了根尖的主要细胞类型，并分析了不同细胞类型的功能，包括九种激素和固氮相关基因在不同细胞类型的表达规律。另外，与拟南芥根尖单细胞转录组的比较分析进一步表面了不同细胞类型的功能以及保守性及差异性。此研究绘制了首个豆科植物根单细胞表达图谱，发现了新的细胞类型特异基因，对研究豆科植物根系发育，生物固氮以及生物育种都具有重要意义。

中国农业科学院生物技术研究所吴燕民研究员和梁哲研究员为论文通讯作者，生物所孙占敏博士、华大基因姜三杰博士和华西师范大学王丹博士为论文第一作者。该工作得到了国家科技基础资源调查专项、国家自然科学基金、重庆自然科学基金、中国农业科学院创新工程项目资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！