科研人员绘制出首个豆科植物根尖单细胞表达图谱******

　　光明网讯（记者宋雅娟）豆科植物的根系不仅具有吸收运输养分、支持及贮存有机物质的重要作用，而且还具有根瘤固氮的生态意义。近日，中国农业科学院生物技术研究所作物生物技术育种创新团队与国内其他科研单位合作，共同绘制完成首个豆科植物百脉根的根尖单细胞表达图谱，鉴定出根尖的主要细胞类型，发现了新的细胞类型特异基因，并分析了各个细胞类型的潜在功能，对研究豆科植物根系发育、结瘤固氮以及生物育种具有重要意义。相关研究成果发表在《植物学报（Journal of Integrative Plant Biology）》上。

　　近年来，单细胞技术解析了模式植物拟南芥和作物水稻等根系的单细胞水平的基因表达图谱，然而，豆科植物根系的细胞类型及其功能尚未解析。

　　研究首先对百脉根基因组进行了组装和注释的提升。在此基础上，对根尖解离出的22,688个原生质体进行了转录组测序，得到了高质量的测序结果，并通过新发现的细胞类型特异表达基因鉴定出了根尖的7种主要细胞类型，在国际上首次绘制了豆科植物百脉根的根尖单细胞表达图谱。

　　科研人员进一步分析了不同细胞类型的功能，发现9种激素和固氮相关基因在不同细胞类型的表达规律。另外，与拟南芥根尖单细胞转录组比较分析，进一步表明了不同植物细胞类型的功能以及保守性和差异性。

　　该研究得到国家科技基础资源调查专项、国家自然科学基金、重庆自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程项目资助。

“追根溯源”：研究揭示植物水杨酸信号和合成通路的起源进化机制******

　　近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作团队揭示了绿色植物中水杨酸信号和合成通路的起源进化过程，以及陆地化过程中水杨酸的重要作用。相关研究成果发表在《分子植物（Molecular Plant）》上。

绿色植物中水杨酸信号和合成通路的起源与进化示意图

　　植物激素水杨酸在植物应对陆地多种多样的生物和非生物胁迫过程中起至关重要的作用。然而关于植物中水杨酸合成和信号中关键蛋白的起源和进化过程，以及水杨酸是否普遍存在于绿色植物中及其在陆地化过程中的作用仍有很多未知。

　　该团队于2017年解析了水稻根中水杨酸合成的路径，并阐明了水杨酸调控根系发育的机制。在此基础上，该研究进一步系统地揭示了绿色植物中水杨酸合成和信号通路的起源与进化过程，同时发现基于花序分生组织异常基因（AIM1）的β氧化通路作为古老的水杨酸合成通路参与绿藻中水杨酸的合成。此外，该研究发现绿色植物中广泛存在的水杨酸对于绿色植物登陆后适应复杂的陆地土壤和高光强环境有着重要作用。该成果为进一步研究水杨酸在植物与土壤互作过程中的作用奠定了重要基础。

　　该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院青年创新专项及中国农科院科技创新工程等项目资助。

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学术支持

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 徐磊

记者

宋雅娟 谢芸