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3 weeks ago 分享6篇最新植物单细胞转录组文章 by SCIPainter
前段时间，在《2024最前沿的植物单细胞案例文章分享》一文中为大家介绍了10篇经典的植物单细胞文章。而在过去的3个月中，又涌现出数篇植物单细胞测序高分文章，发表期刊有Plant Cell、Nature plants、Nature communications等！这些文章的研究物种包含火龙果、拟南芥、水稻、玉米、梅花、油茶等，很多实验设计思路值得我们学习借鉴。下面将我精选的6篇植物单细胞案例文章分享给大家！
案例1
单细胞和空间转录组测序揭示果实衰老的时空轨迹
发表期刊：Nature communications
影响因子：16.6
发表日期：2024年4月10日
物种样本：火龙果果皮
技术策略：scRNA seq+空间转录组
DOI：10.1038/s41467-024-47329-x
果实的衰老是一个复杂的生理过程，果皮中包含多种细胞类型，这使得阐明它们在水果衰老中的个体作用极具挑战性。本研究构建了火龙果（Hylocereus undatus）果皮的单细胞表达图谱，揭示了在水果衰老过程中外果皮和中果皮细胞发生了最显著的变化。使用拟时分析建立了衰老过程中的细胞分化和基因表达轨迹。揭示了早期反应因子HuCMB1在衰老调控网络中的核心作用。
图1.外果皮和内果皮细胞的亚群聚类分析
案例2
单细胞转录组揭示拟南芥愈伤组织诱导过程中的早期细胞命运轨迹
发表期刊：Plant Communications
影响因子：10.5
发表日期：2024年5月23日
物种样本：拟南芥根
技术策略：scRNA seq
DOI：10.1016/j.xplc.2024.100978
拟南芥根的单细胞RNA测序数据集已经大量产生，但相关的综合基因共表达网络分析尚未开展。本研究使用GGM算法，利用公开的拟南芥根scRNA-seq数据集进行了单细胞基因共表达网络分析。分析确定了149个基因共表达模块，我们将其定义为基因表达程序(GEP)。通过检测它们的时空表达，确定了沿着它们的发育轨迹在主要根细胞类型中特异性表达的GEPs。本研究系统地揭示了调控拟南芥根发育和代谢的GEPs，并为根生物学研究提供了丰富的资源。
图2.拟南芥根的单细胞共表达网络分析揭示了基因表达程序(GEPs)
案例3
转录因子PagMYB31正向调控杨树形成层活性，负向调控杨树木质部发育
发表期刊：Plants Cell
影响因子：12.0
发表日期：2024年2月10日
物种样本：杨树茎组织
技术策略：scRNA seq+空间转录组
DOI：10.1093/plcell/koae040
木材的形成涉及连续的发育步骤，包括维管形成层的细胞分裂、木质部细胞膨胀、次生细胞壁沉积（SCW）和程序性细胞死亡。在本研究中，我们鉴定了PagMYB31作为调控这些过程的协调基因，并构建了一个由PagMYB31介导的转录调控网络。PagMYB31突变导致形成层细胞层数减少，纺锤形始基、射线始基、导管、纤维和射线细胞增大，木质部细胞SCW加厚增强，表明PagMYB31正调控形成层细胞增殖，负调控木质部细胞膨胀和SCW生物合成。
图3.PagMYB31直接调节参与形成层增殖的基因表达
案例4
共表达增强不同植物单细胞测序数据的跨物种整合
发表期刊：Nature plants
影响因子：18.0
发表日期：2024年6月27日
物种样本：拟南芥、水稻、玉米
技术策略：scRNA seq
DOI：10.1038/s41477-024-01738-4
单细胞RNA测序越来越多地用于研究植物中由基因表达和细胞类型组成驱动的跨物种差异。然而，由于全基因组复制，植物基因家族的频繁扩增使得一对一的直向同源物的鉴定变得困难，使数据整合变得复杂。本研究证明了共表达可以用于削减多对多的直系同源家族，以识别具有代理表达谱的一对一基因对，改善传统整合方法的性能，并减少跨物种整合的障碍。
图4.利用共表达整合玉米和水稻的scRNA-seq数据
案例5
单细胞测序构建梅花花瓣在不同开花阶段的高分辨率细胞图谱
发表期刊：Horticulture Research
影响因子：7.6
发表日期：2024年7月10日
物种样本：梅花花瓣
技术策略：scRNA seq
DOI：10.1093/hr/uhae189
梅花是中国的一种传统观赏植物，以其花瓣散发芳香而闻名。然而，关于梅花瓣的细胞类型及其花香挥发物的合成位置的研究却很少。本研究利用单细胞RNA测序技术对梅花花蕾期和盛花期花瓣基因表达谱进行了研究。鉴定出花瓣的六种主要细胞类型：表皮细胞、薄壁细胞、木质部薄壁细胞、韧皮薄壁细胞、木质部导管和纤维、筛分子和伴胞复合体。提供了每种细胞类型中的细胞特异性标记基因，测定了梅花瓣在4个开花发育阶段的挥发性物质，为花挥发物合成的分子机制提供了新的见解。
图5.梅花瓣的解离与单细胞转录组分析
案例6
单细胞RNA-seq揭示油茶胚珠败育与糖转运的联系
发表期刊：Frontiers in Plant Science
影响因子：4.1
发表日期：2024年2月02日
物种样本：油茶胚珠
技术策略：scRNA seq
DOI：10.3389/fpls.2024.1274013
油茶是我国最重要的木本油料作物，每果种子数是油茶的一个重要产量性状。胚珠败育在油茶中普遍存在，并显著降低每果的种子数。然而，胚珠败育的机制目前仍知之甚少。本研究利用胚珠败育率不同的两个油茶品种的成熟子房进行了单细胞RNA测序。总共获得了20526个高质量细胞，并鉴定了18个推定的细胞簇。从胚珠、胎座和果皮内层的三种主要组织类型中鉴定出六种细胞类型，包括雌配子体、原木质部、原韧皮部、原形成层、表皮和薄壁组织细胞。研究表明胚珠败育可能与胎座和胚珠中的糖转运有关，这为进一步阐明糖转运的调控机制和提高油茶种子产量提供了启示。
图6. 油茶成熟子房的细胞图谱
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