绘制首个豆科植物根尖单细胞表达图谱

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本报讯（记者李晨 通讯员崔艳）近日，中国农科院生物技术研究所作物生物技术育种创新团队与国内其他科研单位合作，共同绘制完成了首个豆科植物百脉根的根尖单细胞表达图谱，鉴定出根尖的主要细胞类型，发现了新的细胞类型特异基因，并分析了各个细胞类型的潜在功能。相关成果发表于《植物学报》。

豆科植物的根系不仅具有吸收运输养分、支持及贮存有机物质的重要作用，而且具有根瘤固氮的生态意义。近年来，单细胞技术解析了模式植物拟南芥和作物水稻等根系的单细胞水平基因表达图谱。然而，豆科植物根系的细胞类型及其功能尚未被解析。

研究人员首先对百脉根基因组进行了组装，提升了注释。在此基础上，对根尖解离出的22688个原生质体进行转录组测序，得到了高质量测序结果，并通过新发现的细胞类型特异表达基因鉴定出根尖的7种主要细胞类型，在国际上首次绘制了豆科植物百脉根的根尖单细胞表达图谱。

研究人员进一步分析了不同细胞类型的功能，发现9种激素和固氮相关基因在不同细胞类型的表达规律。另外，他们通过与拟南芥根尖单细胞转录组进行比较分析，进一步揭示了不同植物细胞类型的功能以及保守性和差异性。

这项工作对研究豆科植物根系发育、结瘤固氮以及生物育种具有重要意义。

相关论文信息： https://doi.org/10.1111/jipb.13435

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