Hortic Res | 空間轉錄組學(xué)助力楊樹(shù)根再生研究

2024年10月，Horticulture Research在線(xiàn)發(fā)表了北京大學(xué)現代農業(yè)研究院李博生研究員團隊題為“Spatial transcriptome analysis reveals de novo regeneration of poplar roots”的研究論文。該研究建立了楊樹(shù)根再生的空間轉錄組圖譜，揭示了楊樹(shù)根再生的位置空間組學(xué)信息，為未來(lái)改進(jìn)植物扦插繁殖技術(shù)提供了數據基礎。

文章標題：Spatial transcriptome analysis reveals de novo regeneration of poplar roots

發(fā)表期刊：Horticulture Research

合作單位：北京大學(xué)現代農業(yè)研究院

研究物種：楊樹(shù)

?技術(shù)策略：空間轉錄組（BMKMANU?S1000平臺）

楊樹(shù)，作為一種廣泛栽培的經(jīng)濟樹(shù)種，以其高效、快速的扦插繁殖方法廣受認可。然而，要實(shí)現高效的扦插繁殖，根系的再生能力至關(guān)重要。沒(méi)有強大的根再生能力，扦插的枝條將難以成活，進(jìn)而影響到整個(gè)種植計劃的成功。盡管如此，目前關(guān)于根再生的研究主要集中在生長(cháng)素的調控作用上，對細胞分裂素的研究則相對較少。

空間轉錄組學(xué)是一項新興的技術(shù)，它能夠在細胞水平上揭示基因表達的空間分布情況。這一技術(shù)的出現，為我們理解基因如何在特定的空間背景下調控生物過(guò)程提供了全新的工具。該研究利用這一技術(shù)，構建了楊樹(shù)根再生過(guò)程的空間轉錄組圖譜，并深入探討了細胞分裂素在根再生中的關(guān)鍵作用。研究發(fā)現，在楊樹(shù)根再生過(guò)程中，激素在協(xié)調植物生長(cháng)發(fā)育的復雜過(guò)程中起著(zhù)關(guān)鍵作用，細胞分裂素響應基因的表達貫穿整個(gè)發(fā)育過(guò)程。并且這些細胞分裂素響應基因的啟動(dòng)子中普遍存在生長(cháng)素響應順式作用元件（AuxREs），表明了生長(cháng)素與細胞分裂素在調控根再生過(guò)程中的協(xié)同作用。為了更好地理解楊樹(shù)根再生過(guò)程中細胞的分化路徑，研究團隊采用了擬時(shí)序軌跡分析方法，成功繪制了從形成層細胞到根原基細胞的分化路徑，展示了細胞分化的復雜性和動(dòng)態(tài)性。同時(shí)，研究還發(fā)現了兩個(gè)潛在關(guān)鍵基因SAC56和LOS1，它們有望為未來(lái)增強植物根系再生提供新的解決方案和思路。

總的來(lái)說(shuō)，這項研究通過(guò)空間轉錄組學(xué)技術(shù)，為植物根再生研究提供了新的思路，為我們深入理解植物再生的分子機制提供了新的視角和啟示。