來自北京林業大學的謝劍波教授等人在 Plant Biotechnology Journal 杂志上发表了名为“Single-cell RNA sequencing profiles of stem-differentiating xylem in poplar”的研究论文welcome-球速体育-直播认证官方网站bsports(中国区)B—sports体育登录入口J9九游|会(中国)最新J.9官网网站-真人游戏第一品牌，通过对杨树茎次生木质部的單細胞測序PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰J9九游|会(中国)最新J.9官网网站-真人游戏第一品牌，揭示SDX组织细胞类型及关键调控基因HOME_U8国际_U8共创美好未来PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰。该研究中的单细胞转录组建庫測序服务由諾禾致源提供HOME_U8国际_U8共创美好未来澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版。

【发表期刊】Plant Biotechnology Journal

【影響因子】13.263

【影響單位】北京林業大學

研究背景

林木在生长过程中由于维管形成层干细胞的存在PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰，表现出连续和迭代的生长习惯HOME_U8国际_U8共创美好未来，这一过程由调节特定通路的分级基因调节网络控制PG·电子(中国大陆)官方直营网站澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版welcome-球速体育-直播认证官方网站。次生木质部(SDX)是一种木质形成组织HOME_U8国际_U8共创美好未来澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台，是内部维管形成层的一部分HOME_U8国际_U8共创美好未来welcome-球速体育-直播认证官方网站，可分化成不同类型的细胞PG·电子(中国大陆)官方直营网站，本研究通过对SDX进行单细胞轉錄組測序分析bsports(中国区)B—sports体育登录入口HOME_U8国际_U8共创美好未来沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，确定了林木形成过程中的关键调控因素熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，这对于提高原料可持续性有着重要作用bsports(中国区)B—sports体育登录入口J9九游|会(中国)最新J.9官网网站-真人游戏第一品牌球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台。

研究路線

主要結果

次生木質部單細胞聚類分析

爲揭示林木形成組織中特定細胞類型的基因標記和網絡澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，研究人員將剝皮的胡楊莖段表面制成原生質體沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，進行scRNA-seq分析球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台，共得到12,466個細胞澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，通過降維聚類分析沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，將SDX次生木質部組織分成12個細胞簇HOME_U8国际_U8共创美好未来沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰，細胞周期基因分析顯示bsports(中国区)B—sports体育登录入口PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰welcome-球速体育-直播认证官方网站，聚類不受細胞周期狀態的支配PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰，特化細胞表現出相對不同的轉錄組圖譜welcome-球速体育-直播认证官方网站沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版。 

图1 次生木质部单细胞聚类结果

RNA原位雜交驗證細胞分型

研究人員應用驗證過的特異性標記基因對SDX組織進行細胞定義熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，其中cluster1、cluster3、cluster4定義爲導管細胞PG·电子(中国大陆)官方直营网站J9九游|会(中国)最新J.9官网网站-真人游戏第一品牌PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰，cluster2屬于射線細胞球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台PG·电子(中国大陆)官方直营网站welcome-球速体育-直播认证官方网站，cluster7爲韌皮部細胞澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版PG·电子(中国大陆)官方直营网站，cluster0定義爲形成層細胞沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，cluster5、8、11爲纖維細胞球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰。並對8個高特異性基因進行RNA原位雜交分析PG·电子(中国大陆)官方直营网站熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS，這些基因在RISH中的表達證實了細胞分型的准確性bsports(中国区)B—sports体育登录入口，並定義了未知的細胞群澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰HOME_U8国际_U8共创美好未来。

图2 RNA原位杂交验证

Marker基因啓動子的分析

爲進一步驗證細胞分型的准確性球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，研究人員選擇PtWAT1和PtCesA8基因啓動子bsports(中国区)B—sports体育登录入口沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，構建PtWAT1pro::GUS以及PtCesA8pro::GUSPG·电子(中国大陆)官方直营网站HOME_U8国际_U8共创美好未来，生成表達b-葡糖苷酸酶(GUS)的轉基因毛囊莢膜菌熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTSPA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰，並進行了GUS染色welcome-球速体育-直播认证官方网站熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS，PtWAT1pro::GUS和PtCesA8pro::GUS染色分別顯示出導管和纖維特異性球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台welcome-球速体育-直播认证官方网站HOME_U8国际_U8共创美好未来，這與它們的cluster轉錄信號一致PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰HOME_U8国际_U8共创美好未来，除此外研究人員還發現了一些新的標記基因J9九游|会(中国)最新J.9官网网站-真人游戏第一品牌熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS，它們在各自的cluster中高度特異性地富集PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台。

图3 转基因实验

細胞發育動態與轉錄因子功能研究

對SDX組織進行分化軌迹分析J9九游|会(中国)最新J.9官网网站-真人游戏第一品牌熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版，顯示cluster0即形成層細胞沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，分叉成兩條軌迹PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰，一個軌迹顯示從形成層細胞逐漸過渡到纖維和導管細胞沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!PG·电子(中国大陆)官方直营网站bsports(中国区)B—sports体育登录入口，另一個軌迹顯示從形成層細胞逐漸過渡到纖維和導管細胞及射線細胞PG·电子(中国大陆)官方直营网站。在分析標記基因集的過程中PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰bsports(中国区)B—sports体育登录入口沐鸣2体育-科技赋能场景,让娱乐更有趣!，發現1142個WGD在同一細胞類型中表達同源基因PA视讯(亚洲区)官方网站-PlayAce AG旗舰bsports(中国区)B—sports体育登录入口J9九游|会(中国)最新J.9官网网站-真人游戏第一品牌，其中TFs可能在形成層生長和林木形成中起重要的功能作用welcome-球速体育-直播认证官方网站HOME_U8国际_U8共创美好未来熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS。

研究結論

對多細胞生物中不同細胞類型特異性轉錄的分析對于闡明獨特的發育調節因子和功能基因至關重要PG·电子(中国大陆)官方直营网站J9九游|会(中国)最新J.9官网网站-真人游戏第一品牌，它們賦予細胞獨特的形式和功能HOME_U8国际_U8共创美好未来熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTSPG·电子(中国大陆)官方直营网站。本文應用高通量scRNA-seq分析了SDX的高異質性熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS澳·门人威·尼·斯·(中国)集团娱乐官方网站登录入口全站版球速体育(中文)官方网站 - 最全赛事直播平台，並揭示了林木形成過程中的關鍵調控因素bsports(中国区)B—sports体育登录入口熊猫体育【China】官方网站- Panda SPORTS。

參考文獻

[1] Jianbo Xie, Meng Li. Single-cell RNA sequencing profiles of stem-  differentiating xylem in poplar [J]. Plant Biotechnology Journal, 2022, 20:417-419. doi: 10.1111/pbi.13763