近日,中国农业科学院烟草研究所烟草病虫害绿色防控创新团队揭示了南方结线虫侵染番茄根中巨大细胞形成的时空转录表达谱,对揭示根结线虫致病机制和为根结线虫防控提供精确靶点有重要参考价值。研究成果发表在《分子园艺(Molecular Horticulture)》(JCR:Q1,IF:10.0)上。
根结线虫诱导根维管细胞形成多核巨大细胞是建立取食位点和寄生的关键,该调控机制尚未阐明。受植物细胞异质性和巨大细胞特性制约,传统转录组、单细胞测序等技术难以鉴定巨大细胞特异基因。本研究对南方根结线虫侵染的番茄根组织开展空间转录组测序,鉴定了巨大细胞分群和新特征基因。拟时序分析发现维管束细胞类型存在两种分化方向(正常发育/分化为巨大细胞),结合BEAM分析挖掘了潜在参与巨大细胞形成的基因。抑制3个细胞周期相关和1个MYB3R转录因子基因的表达显著影响根结数和巨大细胞面积。本研究构建了首个根结线虫侵染番茄根的时空表达图谱,为解析线虫致病机制提供新思路,潜在指导新防控策略。
烟草所博士后蒋丽君、陈丹副研究员,青岛农业大学史倩倩为并列一作。烟草所杨金广研究员和中国农业科学院蔬菜花卉研究所谢丙炎研究员为并列通讯。本研究获国家自然科学基金、中国农业科学院创新工程基础研究中心项目、山东省博士后创新项目等资助。

本研究中利用BMKMANU S1000平台进行空间转录组测序的工作流程,及基于UMAP降维聚类分析的spot分群(cluster)可视化与分群(cluster)分布结果。