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为解决植物基因发现速度放缓的瓶颈问题,研究人员通过构建6种维管植物茎尖统一单细胞图谱,鉴定出与表皮、木质部(xylem)、韧皮部(phloem)等关键组织相关的核心细胞类型基础基因,发现调控韧皮部发育的X8结构域蛋白新亚群和JULGI-LIKE基因,开发出首个维管植物自动细胞类型注释工具,为植物细胞进化研究建立新范式。
这项突破性研究构建了跨越蕨类、裸子植物和被子植物的跨物种单细胞图谱,如同为植物王国绘制了首张"细胞身份证"。科学家们通过高通量测序技术,在六种代表性维管植物的茎尖组织中,捕捉到超过百万个细胞的基因表达"指纹"。
令人振奋的是,团队鉴定出保守的细胞类型基础基因(foundational genes),这些基因如同植物细胞类型的"通用密码",在表皮、木质部(xylem)和韧皮部(phloem)等关键组织中持续表达。特别在韧皮部研究中,发现神秘的X8结构域蛋白家族新亚群和JULGI-LIKE转录因子,它们像精准的"分子开关"调控筛管细胞分化。
更巧妙的是,研究人员开发的自动注释工具PlantCellTyper,能像"细胞翻译官"般快速解析单细胞数据,甚至识别出传统显微技术难以发现的伴细胞样细胞(companion-cell-like cells)。这项研究不仅搭建了植物细胞研究的"罗塞塔石碑",更为作物改良和合成生物学提供了宝贵的基因资源库。
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