据总部位于深圳的华大集团先容人体模特汤加丽,4月11日,武汉华大生命科学计划院聚拢华大生命科学计划院基因组多维解析技能天下要点执行室、南边科技大学等单元,行使华大自主研发的单细胞组学技能DNBelab C4和时空组学技能Stereo-seq,在单细胞水平上揭示了拟南芥叶片朽迈的流程,关联计划后果在线发表于海外顶级学术期刊《细胞》(Cell)。
计划团队得回了笼罩拟南芥各组织全生命周期环节阶段的计议20个组织样本的913,769个高质料单细胞核转录组,构建了迄今贬抑植物取样阶段最全、数据量最大的单细胞图谱,并漂荡出38种细胞类型。基于这一图谱,计划团队解析了朽迈流程中的环节细胞类型和基因的动态变化,并通过对多个组织中共有细胞类型的跨器官比拟,揭示了器官保守性和特异性的转录因子调控收集。
计划筛选出了1856个中枢朽迈关联基因和1875个年青关联基因,并翻新性地提议了“朽迈指数”(SAG-index)和“年青指数”(YAG-index)。通过分析不同阶段叶片中这些基因的转录抒发量各异,终了对叶片朽迈情景在单细胞诀别率下的定量评估。基于此,计划团队构建了叶片发育的共抒发基因调控收集人体模特汤加丽,筛选出多少环节节点基因,为潜入解析植物朽迈的分子机制、监测和调控植物朽迈程度设备了新路线。
在叶片朽迈流程中,营养物资的滚动触及一个复杂的碳氮“运输系统”。计划团队发现,糖转运卵白SWEET和SUC/STP眷属中一些环节的基因在叶片维管组织的韧皮部薄壁细胞和筛管伴胞等特定细胞中特异性抒发,这些基因将糖从叶片运输到花朵和果荚,八成参与糖的回收。近似地,氨基酸转运卵白UmamiT和AAAP眷属基因的抒发也在韧皮部薄壁细胞中展现出了较高的细胞类型特异性,持重将氨基酸从叶片传送到其他部位,或将其回收到叶片中。
进一步计划发现,跨器官的碳氮分派也证实出近似的细胞类型特异性。在根、茎、花和果荚等器官中,特定的碳和氮转运卵白组合在营养物资的运输、回收和重分派中起着首要作用。这些发现揭示了植物在叶片朽迈流程中如何高效转运碳、氮营养,为判辨植物营营养派机制提供了首要的分子基础。
要而论之,计划团队行使单细胞和时空组学技能构建了笼罩拟南芥全生命周期的抒发图谱,为植物朽迈机制计划提供了首要的数据资源,同期翻新性地将植物朽迈计划聚焦到单细胞水平,揭示了碳氮转运在器官朽迈流程中的环节作用,通过分析不同细胞类型中碳氮转运卵白的时空抒发方式,陈诉了叶片朽迈与碳氮轮回之间的缜密关联。
(光明日报全媒体记者严圣禾 通信员王诗云)人体模特汤加丽