利用单细胞RNA测序技术鉴定影响李属（Prunus）叶片发育的关键调控因子

《BMC Plant Biology》：Identification of key regulators for the development of Prunus leaves using single-cell RNA sequencing

本研究通过单细胞RNA测序分析两种李属植物（杏仁和桃）幼叶的细胞异质性，鉴定出7类细胞群，发现PpAPL与韧皮部发育相关，PpCER1增强表皮蜡质含量，提升杏仁叶片抗旱性，为peach分子育种奠定理论基础。

　　

摘要

背景

叶片需要多种类型细胞的协同调节，以为植物积累能量。在组织水平上的转录组分析无法揭示细胞的异质性或不同细胞类型的分子调控机制。近年来，单细胞测序技术已成为分析细胞异质性、识别稀有细胞群体以及以单细胞分辨率绘制动态发育轨迹的重要工具。然而，目前尚未在李属（Prunus）叶片中进行单细胞测序，这限制了我们对关键调控因子的理解以及桃树叶片细胞谱系的建立。

结果

在本研究中，我们对两种砧木杏树和栽培的红叶冬桃的幼叶进行了单细胞RNA测序。根据拟南芥（Arabidopsis）中的标记基因，将这两种品种的11,132个高质量叶片细胞分为七个细胞簇。每个细胞簇都获得了潜在有用且具有代表性的标记基因。通过重建原形成层的发育轨迹，发现表达在韧皮部细胞中的PpAPL是一个参与韧皮部发育的候选基因。在表皮细胞簇中，PpCER1能够增加叶片蜡质含量，从而增强杏叶的耐旱性。

结论

我们的研究结果揭示了叶片细胞的异质性，并确定了桃树和杏树中的关键调控因子，为通过分子育种提高桃树的耐旱性提供了理论基础。