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如何绘制植物单细胞图谱?研究思路看这!

基迪奥生物  · 公众号  ·  · 2024-09-30 17:02

正文

植物单细胞图谱研究,如何发表高分文章?针对已有单细胞数据量累积的植物组织,需要找到创新性的研究方向,对于还未有相关文献发表或无参考基因组的物种,首篇细胞图谱绘制也极具含金量。


基迪奥生物 植物单细胞测序服务项目合作植物类型达 110+ ,涉及多种禾本科模式作物、蔬菜、药用植物、果树、孢子植物等,样本例数近 3000 例,项目文章产出居 国内首位 ,平均影响因子 9.7+ !本期继续为大家分享植物单细胞图谱绘制好文,以供思路参考,也欢迎有相关测序意向的老师与我们合作。


案例1

首个火龙果果皮单细胞图谱绘制


英文题目: Single-Cell and Spatial RNA Sequencing Reveal the Spatiotemporal Trajectories of Fruit Senescence

发表期刊: Nat Commun

发表时间: 202404

影响因子: 14.7

物种样本: 成熟/衰老的火龙果果皮

文章组学: scRNA-seq,10X ST

DOI: 10.1038/s41467-024-47329-x

果实的衰老是一个复杂的生理过程,果皮内有各种类型的细胞,因此阐明它们在果实衰老中的各自作用极具挑战性。该研究构建了一个火龙果( Hylocereus undatus )果皮的单细胞表达图谱,揭示了在果实衰老过程中发生最显著变化的外果皮和中果皮细胞。拟时分析确定了衰老过程中的细胞分化和基因表达轨迹。早期氧化应激失衡后,外果皮细胞的抗性被激活,随后衰老相关蛋白在衰老后期的中果皮细胞中积累,揭示了HuCMB1在衰老调控网络中的核心作用,为深入了解植物的动态衰老过程提供了时空视角。


Fig1 火龙果果皮细胞图谱


案例2

【客户文章】花生果实发育细胞图谱绘制



英文题目: Single-nucleus RNA and ATAC sequencing analyses provide molecular insights into early pod development of peanut fruit

发表期刊: Plant Commun

发表时间: 202405

影响因子: 9.4

物种样本: 花生果实

文章组学: snRNA-seq,snATAC-seq

合作单位: 北京大学现代农业研究院

DOI: 10.1016/j.xplc.2024.100979

文献解读: 《单细胞客户文章 | 植物提核——花生果实发育图谱》

花生地上果针到地下荚果的发育涉及到复杂土壤环境的变化,因此需要多个基因在不同组织中的协调调控。作者构建了花生果实早期发育的细胞图谱,得到总体的细胞类型注释结果后,根据不同发育阶段的细胞频率锁定目标细胞集进一步挖掘分子机制,再结合snATAC-seq的数据研究关键基因的调控网络,揭示了花生果实早期发育的分子机制、果针向重力反应、荚果膨大和环境适应过程中关键基因的动态变化和调控机制。


Fig2 花生果实早期发育细胞图谱


案例3

【客户文章】首个橡胶树叶片的单细胞图谱绘制



英文题目: Single-cell transcriptomic analyses reveal cellular and molecular patterns of rubber tree response to early powdery mildew infection [published online ahead of print

发表期刊: Plant Cell Environ

发表时间: 202305

影响因子: 6

物种样本: 是否接种病原菌的橡胶树叶片

文章组学: scRNA-seq

合作单位: 海南大学

DOI: 10.1111/pce.14585

文献解读: 《客户文章|首个橡胶树叶片的单细胞图谱绘制》

该研究成功绘制了橡胶树( Hevea brasiliensis )白粉菌侵染过程中橡胶叶片的单细胞图谱,并筛选出了橡胶树抗白粉病基因。在白粉菌的侵染下,表皮细胞表现出不同的基因表达模式,大多数参与宿主-病原菌相互作用的基因在此过程中表达量上调。基于表皮细胞的拟时分析,作者发现了 HbCNL2 HbHSP90 相互作用,并正向调节橡胶树叶片对白粉病的防御。值得一提的是,论文首次报道了橡胶树叶片的单细胞转录图谱,为橡胶树的进一步研究奠定了重要的基础。


Fig3 橡胶树叶片细胞图谱


GO富集分析与qRT-PCR


案例4

首个水 稻雌蕊单细 胞图谱绘制



英文题目 :Single-nucleus sequencing deciphers developmental trajectories in rice pistils

发表期刊: Dev Cell

发表时间: 202304

影响因子: 10.7

物种样本: 水稻不同发育阶段雌蕊

文章组学: snRNA-seq

DOI: 10.1016/j.devcel.2023.03.004


被子植物具有孢子体和配子体世代交替的生命周期,发生在雌蕊等植物器官中。水稻雌蕊含有胚珠,接受花粉成功受精后产生谷粒。水稻雌蕊中的细胞表达谱在很大程度上仍然未知。该研究使用单细胞核测序,首次绘制了单子叶植物雌生殖器官的单细胞图谱,通过大量原位杂交试验验证了细胞群的潜在标记基因。1N(配子体)和 2N(孢子体)细胞核的比较确定了胚珠中生殖细胞的发育路径,在孢子体-配子体转变之前具有典型的多能性重置,而心皮起源细胞的轨迹分析表明以前被忽视的表皮规格和风格功能的特征。这些发现获得了水稻雌蕊开花前细胞分化和发育的系统水平视图,并为了解植物雌性生殖发育奠定了基础。


Fig4 从水稻雌蕊中纯化的细胞核的snRNA-seq揭示了水稻雌蕊中的细胞异质性


案例5

【客户文章 】首个药用植物长春花叶片单细胞图谱绘制



英文题目: Single-cell RNA sequencing provides a high-resolution roadmap for understanding the multicellular compartmentation of specialized metabolism

发表期刊: Nat Plants

发表时间: 202212

影响因子: 15.8

物种样本: 长春花叶片

文章组学: scRNA-seq

合作单位: 中国医学科学院药用植物研究所

DOI: 10.1038/s41477-022-01291-y

文献解读: 《17+药用植物长春花叶片单细胞图谱绘制》

该研究成功通过第三代全长DNA测序与单细胞转录组测序联合分析,获得首个重要药用植物单细胞转录组图谱,揭示了长春碱生物合成途径在长春花叶片中的分布情况,在不同细胞类型中发挥不同生物学功能。此外,作者还发现多个细胞特异性的转运蛋白可能参与了单萜吲哚生物碱在细胞间/内的跨膜转运过程,而单萜吲哚生物碱转运蛋白可能作为分子育种和转运蛋白合成生物学研究的潜在靶点,为研究植物药和中药有效成分的生物合成、转运等机制开辟了新途径。


Fig5 长春花原生质体细胞图谱注释与验证


案例6

首个棉花花药单细胞图谱绘制


英文题目: Single-Cell Transcriptome Atlas and Regulatory Dynamics in Developing Cotton Anthers

发表期刊: Adv Sci (Weinh).

发表时间: 202311

影响因子: 14.3

物种样本: 棉花花药

文章组学: snRNA seq + snATAC seq

D OI: 10.1002/advs.202304017

植物花药由不同的特异细胞类型组成,在植物繁殖过程中发挥着不同的作用。高温胁迫会导致雄性不育,致使作物减产。然而,花药发育过程中以及对高温胁迫的响应过程中的空间表达图谱和调控动态在很大程度上仍然未知。本研究首次建立了棉花花药中的单细胞核转录组图谱和染色质可及性,描绘了花药中不同细胞的特异性基因表达和表观遗传景观。该研究提供了有关花药的大量信息,并为耐热作物的培育提供了线索。


Fig6 发育中棉花花药的单细胞转录组图谱


案例7

番茄 愈伤组织芽再生阶段的空间转录组图








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