南方日报讯 (记者/马芳)你知道吗?当植物开始衰老,叶片并非简单枯萎凋落,而是将积累的营养物质分解后转运给花、果甚至根部,换来果实的茁壮成长。叶片的这场“最后一役”需要各种细胞复杂的时空协调和关键基因的精确调控。
4月11日,武汉华大生命科学研究院联合华大生命科学研究院基因组多维解析技术全国重点实验室、南方科技大学等单位,利用华大自主研发的单细胞组学技术DNBelab C4和时空组学技术Stereo-seq,在单细胞水平上成功解密了拟南芥叶片衰老的过程,相关研究成果在线发表于国际学术期刊《细胞》(Cell)。
为揭示叶片的衰老过程,研究团队获得了覆盖拟南芥各组织全生命周期关键阶段的20个组织样本的913769个高质量单细胞核转录组,构建了迄今为止植物取样阶段最全、数据量最大的单细胞图谱(包括针对每个组织的单细胞图谱),并鉴定出38种细胞类型。
基于这一图谱,研究团队解析了衰老过程中的关键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较,揭示了器官保守性和特异性的转录因子调控网络,为后续叶片的衰老研究奠定了基础。
中国科学院院士、武汉大学教授、武汉大学高等研究院院长朱玉贤表示:“这个图谱涵盖多个器官和发育阶段,数据规模空前,填补了植物整个生命周期跨组织单细胞基因表达图谱的空白。对于植物生物学领域的研究者而言,该图谱具有巨大资源价值,未来可被反复挖掘,用于解析各种与衰老及其他发育过程相关的生物学问题。”