中國科学院分子謪�锟蒲ё吭酱葱轮行耐跫盐皥F隊QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」，于2025年8月18日在 Cell 在線發表題爲"A unified cell atlas of vascular plants reveals cell-type foundational genes and accelerates gene discovery"的研究长文U8国际·[China]有限公司官网。

該研究利用單細胞轉錄組測序技术MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk SportsPA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAceK8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发，首次構建了跨越6大維管謪�镩T類（石松、蕨、裸子、雙子葉、單子葉）的“統一細胞圖譜”QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce，發現了一批在4億年進化中高度保守的“細胞類型底層基因”QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站，並開發了全球首個維管謪�镒詣踊�細胞注釋工具XSpeciesSpanner熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台918博天堂(中国区)-官方网站，爲破解謪�锛毎�身份與功能的演化密碼提供了裏程碑式資源！諾禾致源爲該研究提供植物單細胞測序服務EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」。

研究背景

传统謪�飭渭毎� RNA 測序（scRNA-seq）研究受限于參考基因组的可用性乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站，尤其对裸子謪�铩⑥ь惖然�因组庞大或未測序的類群难以開展；同时熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网U8国际·[China]有限公司官网，地上组织原生质体制备困难、單細胞細胞核測序（snRNA-seq）基因捕获效率低等问题熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，也限制了跨物種單細胞研究的范围U8国际·[China]有限公司官网K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网，大多仅局限于近缘物種或根部组织K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」。

技術突破

爲突破这些瓶颈熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩，研究團隊開發了无參考基因组的 scRNA-seq 數據分析流程：借鑒批量转录组分析思路918博天堂(中国区)-官方网站PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAceEON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」，以转录组數據作爲參考構建计算流程U8国际·[China]有限公司官网QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网，确保组装的转录组能全面覆盖 scRNA-seq 检測到的基因乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，实現精准細胞聚類；同时结合自主研發的高温固定消化原生质体制备方法K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发，解决了地上组织原生质体获取难的问题MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports。通過拟南芥茎尖 scRNA-seq 數據验证熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台918博天堂(中国区)-官方网站，該转录组參考方法（WRT）與基因组參考方法（WRG）在細胞聚類、标记基因识别等方面高度一致918博天堂(中国区)-官方网站K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，证明了其可靠性918博天堂(中国区)-官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩，爲后续跨物種研究奠定技术基礎918博天堂(中国区)-官方网站MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports。

研究流程

關鍵結果

1.核心數據基礎：構建多類維管植物的單細胞參考圖譜

覆盖維管謪�镏饕�類群EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」U8国际·[China]有限公司官网，構建代表性物種單細胞圖譜：

· 裸子謪�铮ㄓ退桑�：14369 个高质量細胞K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发，鑒定 11 種細胞類型乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站，明确树脂道分泌細胞 MEP 途径基因富集及调控转录因子乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports。（圖1）

· 蕨類（肾蕨）：14955 个細胞EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」918博天堂(中国区)-官方网站MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports，注釋表皮、維管等細胞VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩918博天堂(中国区)-官方网站，揭示排水器独特结構與鳞片細胞防御特征EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」U8国际·[China]有限公司官网QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网。（圖2）

· 石松類（马氏卷柏、日本石松）：马氏卷柏圖譜含 12739 个細胞PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce，發現横隔細胞富集保守调控基因；日本石松圖譜含 13307 个細胞K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAceEON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」。（圖2）

· 被子謪�铮ㄋ�稻）：22356 个細胞的茎尖圖譜PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAceMK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports，补充現有研究空白VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发。

圖1 油松茎尖細胞圖譜

通過 UMAP 可视化（圖 1A）直接呈現油松 14396 个細胞的集群與注釋结果乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」，明确 4 大細胞群 11 種細胞類型的分布；小提琴圖（圖 1B）、RISH 结果（圖 1C）、共表达网络（圖 1D）则针对性验证树脂道分泌細胞的 MEP 途径基因富集特征及调控转录因子熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发，直观佐证了裸子謪�锛毎�類型注蕡D肮δ芊治鼋嵴揢8国际·[China]有限公司官网。

圖2 肾蕨和马氏卷柏茎尖細胞圖譜

圖2 左侧（2A、2B）展示肾蕨細胞圖譜的 UMAP 聚類（14955个細胞）及解剖结構示意圖乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站918博天堂(中国区)-官方网站U8国际·[China]有限公司官网，右侧（2C、2D）呈現马氏卷柏的細胞圖譜（12739个細胞）與解剖结構918博天堂(中国区)-官方网站熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports。圖2E、2F 分别聚焦肾蕨排水器、马氏卷柏横隔的特征分析K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发，用 UMAP 圖佐证两類謪�锏募毎�類型注釋结果PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAceU8国际·[China]有限公司官网QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网，通過排水器、横隔的特写圖强化其特殊細胞類型的分子與结構特征MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk SportsEON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」，实現两類謪�飻祿�的过渡EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」。

2.跨物種整合：揭示細胞演化保守性與“隱藏”細胞

在宏观演化尺度进行單細胞圖譜整合熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网，结合 6 種維管謪�铮ㄊ�松類、蕨類、裸子、被子）U8国际·[China]有限公司官网，用 SAMap 和 SATURN 算法识别 8 个泛細胞群MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，证明 4 亿年分化后細胞仍具显著相似性918博天堂(中国区)-官方网站。更發現蕨類和裸子謪�锏陌榘�样細胞PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce918博天堂(中国区)-官方网站，颠覆了“伴胞仅存于被子謪��”的痊F猀Y球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩，最后通過分子與空间定位进行验证918博天堂(中国区)-官方网站。

圖3 維管謪�锞ゼ饧毎麍D譜的單細胞水平整合

圖3 A呈現6種維管謪�锏南低嘲l育树U8国际·[China]有限公司官网EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」，明确物種进化关系；圖 3B 展示6个物種各自的細胞圖譜（相同細胞群统一颜色）；圖 3C、D 则通過 SAMap、SATURN 两種算法的 UMAP 整合结果乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」，直观呈現 “泛細胞群” 的分布（按細胞類型 / 物種着色）MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站。揭示了維管謪�锼浞只�已久但仍存在显著細胞相似性熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台。

圖4 肾蕨和油松中伴胞样細胞的鑒定

通過跨物種集群相似性网络（圖 4A）、拟南芥-肾蕨集群相似性热力圖（圖 4B）PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，证明肾蕨/油松特定細胞與被子謪�锇榘�的关联性；圖4C-E通過UMAP圖、RISH结果验证肾蕨伴胞样細胞的标记基因表达；圖4F则用smFISH直观展示伴胞样細胞在韧皮部的空间位置（靠近筛管分子）K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩。完整呈現 “伴胞样細胞” 的發現流程熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台。

3.理論突破：鑒定底層基因並加速基因發現

提出 “細胞類型底層基因” 概念（維管謪�锉Ｊ亍⒅С盘囟�細胞功能）熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网，筛选出表皮（289 个）、木质部（234 个）、韧皮部（274 个）等底層基因U8国际·[China]有限公司官网MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk SportsVSport -(CHINA) 胜利因您更精彩。以韧皮部 SECB 基因爲例验证：構建多突变体發現其调控筛管孔径與韧皮部功能VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩，证明底層基因可突破传统筛选瓶颈熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站，加速关键基因發現熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台918博天堂(中国区)-官方网站。

圖5 維管謪�锛毎�類型基礎基因的鑒定

圖5 A-C用upset圖展示表皮、木质部、韧皮部底層基因的跨物種保守性（绿色 / 紫色 / 品红色爲 “至少 4 个物種保守” 的基礎基因）918博天堂(中国区)-官方网站K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发U8国际·[China]有限公司官网，並标注已知关键基因；圖 5D 通過 GO 分析明确各底層基因关联的生物学过程；圖 5E 则構建基因调控网络QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网918博天堂(中国区)-官方网站，展示底層基因（如 MYB94）的调控作用熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce。

圖6 拟南芥中 SECB 基因作爲筛管孔径形成和韧皮部功能调控因子的鑒定

從 SECB1 基因的表达模式（圖 6A918博天堂(中国区)-官方网站乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发，UMAP圖）、启動子特异性（圖 6B-C918博天堂(中国区)-官方网站U8国际·[China]有限公司官网MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports，共聚焦圖）、蛋白定位（圖 6D-E）K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发918博天堂(中国区)-官方网站，到突变体表型（圖 6F-G）、物质积累（圖 6H-L）、韧皮部运输效率（圖 6M）、筛管孔径與胼胝质沉积（圖 6N-S）PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce，形成完整的 “基因表达 - 蛋白功能 - 突变体表型 - 生理机制” 证據链QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网U8国际·[China]有限公司官网，直接验证 SECB 基因（韧皮部底層基因）对韧皮部功能的调控作用MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk Sports。

4.工具開發：自動化細胞類型注釋工具XSpeciesSpanner

针对謪�锛毎�注釋难题QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网，開發了首个維管謪�镒詣踊�注釋工具918博天堂(中国区)-官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩，整合底層基因、宏基因等構建核心评分基因集918博天堂(中国区)-官方网站MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk SportsU8国际·[China]有限公司官网，设置全自動（基因列表 + 蛋白序列→概率矩阵注釋）與半自動（蛋白序列 + AUCell 评分辅助注釋）模式K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发。经毛果杨、豌豆验证VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩，注釋结果精准EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站，还能細化細胞集群U8国际·[China]有限公司官网乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，工具已公開供研究使用K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发。

圖7 維管謪�镒詣踊�細胞類型注釋工具的開發

圖7 A清晰展示了XSpeciesSpanner 的工作流程（全自動 / 半自動两種模式的输入、分析步骤、输出结果）PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站，圖 7B-D 通過毛果杨、豌豆的验证结果证明工具准确性EON4-意昂4「强保障平台,更省心注册」乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站，圖 7E展示了掌叶铁线蕨的從头注釋案例PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台。

總結

該研究以單細胞測序技术爲核心K8·凯发(中国【官网】集团天生赢家一触即发，通過技術突破解决传统研究瓶颈MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk SportsU8国际·[China]有限公司官网，構建多類維管謪�飭渭毎麍D譜QY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网，实現跨物種整合分析並發現 “隱藏” 細胞類型MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk SportsPA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce，提出細胞類型底層基因概念並加速关键基因發現918博天堂(中国区)-官方网站，同时開發自動化注釋工具U8国际·[China]有限公司官网乐虎.lehu(国际)中国区唯一官方网站熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台。整体研究構建了維管謪�飭渭毎�研究的完整框架PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce，不仅爲理解謪�锛毎�进化與功能提供全新视角PA体育-视讯(中国区)官网 - PlayAce918博天堂(中国区)-官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩，也爲后续謪�锘�因研究與应用提供重要數據和工具支撑918博天堂(中国区)-官方网站VSport -(CHINA) 胜利因您更精彩，对謪�锟蒲Я煊蚓哂兄匾�的理論與实践意义MK体育(MKsports集团)股份公司 - Mk SportsQY球友会·QY千亿球友会·QY球友会体育官网。