植物空间多组学：技术瓶颈与发展路线图

《The Plant Cell》：Unlocking the Full Potential of Spatial Omics in Plants: Practical Challenges, Solutions, and a Path Forward

　　

摘要

空间组学技术通过在结构完整的组织内进行分子谱分析，揭示空间组织的细胞状态、发育梯度和调控相互作用，为植物生物学提供了新的机遇。尽管空间转录组学推动了早期的进展，但该领域正迅速向整合空间多组学扩展，通过结合单细胞及空间转录组、表观基因组、蛋白质组和代谢组数据。这些方法在空间保存的细胞环境中，为研究发育、生理学以及植物的生物和非生物相互作用提供了新的机遇。然而，尽管应用迅速，当应用主要为动物系统开发的技术时，该领域仍受限于植物特有的挑战。与动物系统相比，植物组织由于刚性细胞壁和多样的化学成分，给样品制备、细胞和亚细胞分割、信号检测和数据整合带来了额外挑战。因此，许多研究依赖于定制的方案和分析流程，这些往往难以重复或推广。在此，我们对实验和计算流程中的当前瓶颈进行了实用且以解决方案为导向的综合分析，突出了克服这些限制的新兴策略，并提出了一个关于社区驱动协议共享、基准测试以及跨空间和多组学模态整合的路线图。解决这些挑战对于将空间组学确立为植物生物学常规且可扩展的工具至关重要。