玉米是全球重要的糧食和能源作物，而其產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)便是其特殊的根系統(tǒng)。根尖是水分和養(yǎng)分吸收的重要部位，包含多種類型的細(xì)胞，該部位在徑向上通常分為中柱和皮層兩大部分，中柱又可分為木質(zhì)部、韌皮部和中柱鞘等，皮層從內(nèi)到外則可區(qū)分為內(nèi)皮層、（外）皮層和表皮等；在軸向上通?？蓜澐譃楦?、分生區(qū)、伸長區(qū)和成熟區(qū)四個(gè)部分，成熟區(qū)部分表皮分化為根毛。

 

　　為闡明不同細(xì)胞類型的基因表達(dá)特征，近日，南繁種業(yè)所生物育種研究室 The Crop Journal 在線發(fā)表了題為Single-cell RNA sequencing reveals the landscape of maize root tips and assists in identification of cell type-specific nitrate-response genes 的研究論文，通過測定超過7000個(gè)玉米根尖細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組，共確定了11種細(xì)胞類型/組織和85個(gè)細(xì)胞類型特異的硝態(tài)氮響應(yīng)基因（包含多個(gè)已知的硝態(tài)氮代謝基因）。偽時(shí)間序列和軌跡分析在單細(xì)胞水平上證實(shí)根毛細(xì)胞由表皮分化而來。結(jié)合已發(fā)表的三個(gè)水稻根尖單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組，發(fā)現(xiàn)根毛、內(nèi)皮層和韌皮部三種細(xì)胞類型的基因表達(dá)在兩個(gè)物種間較為保守，并且分別鑒定到多個(gè)保守的直系同源基因。這些研究結(jié)果將對基因克隆、功能研究、甚至基因表達(dá)精細(xì)調(diào)控具有指導(dǎo)意義。

 

　　李旭輝博士為該文的第一作者，齊永文研究員為通信作者。該研究得到廣東省科學(xué)院建設(shè)國內(nèi)一流研究機(jī)構(gòu)專項(xiàng)資金項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和廣東省重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)資助。

 

　　X. Li, X. Zhang, S. Gao, F. Cui, W. Chen, L. Fan, Y. Qi, Single-cell RNA sequencing reveals the landscape of maize root tips and assists in identification of cell type-specific nitrate-response genes, The Crop Journal （2022）， doi: https://doi.org/10.1016/j.cj.2022.02.004