单细胞测序技术现已被广泛应用于肿瘤学，发育学，和神经科学等多个生物医学领域，并通过多组学的联合分析，在医学研究领域展现出广阔的发展前景。于此同时，随着Smart-seq2，Drop-seq，以及SPLiT-seq等单细胞测序技术的推陈出新，BD Rhapsody和10×Genomics商业化单细胞测序平台的出现，单细胞测序的通量及应用范围也在不断加深。

由于植物细胞制备的限制，植物单细胞研究稍晚于动物领域，但自2019年以来，植物领域共有7篇单细胞文章被发表，这充分说明单细胞测序在植物领域已经开始生根发芽，在不远的将来单细胞测序技术在植物领域也将会开枝散叶，结出更多壮硕美味的果实。

一、文献分享

本期我们将以国内首篇单细胞文章为例，为大家简单介绍一下植物单细胞转录组测序的相关进展。

2019年4月，国际期刊Molecular Plant在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所王佳伟课题组的研究结果“A Single-Cell RNA Sequencing Profiles the Developmental landscape of Arabidopsis Root”。

实验设计

物种与材料：85个拟南芥根尖（0.5cm长根尖区域）

材料处理：Cellulase R-10，Macerozyme R-10

单细胞平台：10×Genomics

测序平台：Illumina NovaSeq

分析细胞数：7695 Cells

结果展示

植物根系通过对水分、矿质元素的吸收和转运，为植物生长发育提供着营养支撑。植物根系细胞组成的异质性，是植物根系实现功能的基础。

图一拟南芥根冠细胞的异质性

研究人员利用单细胞测序技术，成功解析拟南芥根冠细胞的异质性，通过tSNE和UMAP等算法（图一）构建拟南芥根系发育图谱，鉴定了24个细胞类型，确定了根冠不同细胞的Marker genes。

图二 细胞间离子同化和激素响应的独特性

图三 细胞分裂素对侧根根冠的调节

本研究进一步利用UMAP的展示效果（图二），体现出植物激素和离子同化在细胞类型间的不同。如生长素合成（IAA biosynthesis）和油菜素甾醇合成（BR biosynthesis）主要集中在韧皮部和中柱鞘（cluster1 和 cluster7），并利用荧光标记（DR5生长素响应元件，TCSn细胞分裂素响应元件）和突变体植物，验证了生长素和细胞分裂素在根系细胞间分布的差异，证明了细胞分裂素在表皮细胞分化和侧根根冠发育过程中的重要性（图三）。

总的来说，本研究利用单细胞测序技术重构拟南芥根系转录图谱，为植物发育学研究提供了新的思路和方法。

文献链接：https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.04.004

三、 文章统计

小编将2019年植物领域发表的7篇单细胞文章进行了汇总整理，后台留言“植物单细胞文章”获取原文~