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当前位置:首页 » 新闻资讯 » 技术&解读&应用 » 大事件!10X Genomics开启植物单细胞研究新纪元!

- 前 言 -

近年来,随着10X Genomics等单细胞平台技术的逐渐成熟,单细胞测序在医学相关领域的应用得到迅速发展。在Cell、Nature和Science等顶级期刊上,每个月都会有单细胞测序相关的研究文章发表。但在植物研究领域,受样本取材的限制和植物“异质性”的不足,植物单细胞测序的文章鲜有发表。

2月份,Plant Physiology发表首篇植物单细胞高通量测序的文章,开创了单细胞测序在植物研究领域的应用。这篇文章以原生质体为研究材料,利用10X Genomics平台对单细胞进行标记,构建了拟南芥根尖分生组织图谱,揭示了单细胞高通量测序在植物研究领域的可行性。

基本信息

文章题目:Single-cell RNA sequencing resolves molecular relationships among individual plant cells

作者:John Schiefelbein

单位:Department of MCDB, University of Michigan

发表期刊:Plant Physiology

中科院分区:1区(2017)

影响因子:5.95(2018)

解读分享

下面我们来对文中相关内容进行详细解读:

1. 以原生质体作为单细胞测序研究材料的可行性

从200个拟南芥幼苗根尖组织中解离出约1万个原生质体,通过10X Genomics微流控系统获得有效细胞7522个,每个细胞平均检测基因数为5000个。

图1 | 拟南芥根尖分生组织单细胞转录组数据获取工作流程

2. 良好的生物学重复性

对3个野生型植株获得的细胞进行t-SNE聚类分析,聚类结果表明不同植株之间的细胞均匀的混合在一起,说明本次实验具有较高的可重复性。

图2 | 野生型数据t-SNE聚类

3. 单细胞数据的全面性

通过无监督聚类将所有单细胞分为9个细胞亚群,同时成功的将这9个亚群鉴定为中柱组织、根毛表皮细胞、非生毛表皮细胞、皮层、内皮层、分生组织内皮层和根冠,说明此次单细胞数据覆盖了所有主要的根尖组织类型。

图3 | 野生型数据无监督聚类和细胞类型鉴定

4. 鉴定稀有细胞类型的灵敏性

高通量单细胞RNAseq主要优势之一是可以从异质性的组织或器官中鉴定出稀有细胞。此文中,作者通过AT1G79430、AT1G68810和PLT1、PAN、BBM等marker基因鉴定出韧皮细胞、木质细胞和QC细胞等。

图4 | 韧皮细胞、木质细胞和QC细胞鉴定

5. 利用单细胞数据进行突变体研究的有效性

此文中,作者同时对拟南芥根毛细胞缺失突变体rhd6 和非毛细胞缺失突变体gl2 进行单细胞测序,细胞聚类也结果表明rhd6 缺少根毛细胞(cluster 5),而gl2 缺少非毛细胞(cluster 0)。

图5 | 突变体数据t-SNE聚类和细胞类型鉴定

虽然以往的研究也有通过玻璃毛细管、GFP显微荧光分离、流式细胞仪或显微切割等技术获得一些单细胞转录组的数据,但是细胞通量都很小,一般只有一两百个。

该文作者利用10X Genomics平台分离单细胞,使平均样本细胞通量数目达到上千,在植物领域尚属首例。

相信随着10X Genomics平台的不断发展,植物领域单细胞相关的优秀文章会如雨后春笋般踊跃而出。

欧易生物10X Genomics单细胞测序平台简介

欧易生物是国内较早引进10X Genomics单细胞测序平台的机构之一,在医学方向提供专业的单细胞建库测序及分析服务,包括5’端和3’端基因表达分析、单细胞免疫组库分析(TCR/BCR)、ATAC-seq分析等。

组织样本解离成单细胞环节具有很高的特异性,尤其来源不同的单细胞样本,其处理方法和复杂度也各不相同。欧易生物积累了丰富的单细胞项目经验。凭借专业可靠的技术储备,欧易技术团队携带仪器,现场协助完成复杂的样品制备工作,已成功完成三十余种不同类型样品的现场取样。

同时,欧易生物也成功举办了多期广受好评的单细胞测序培训,及时将最新的实验设计思路、样本处理经验和个性化分析方案等内容分享给各位老师。

在植物单细胞测序方面,欧易生物也保持领先地位,已经与中科院植生所等多家科研单位的老师开展深度合作,对多种植物的不同组织部位进行原生质体制备方面的研发工作,积累相关经验,力求为植物研究领域的老师们提供最优质的植物单细胞测序服务。

参考文献

Ryu K H, Huang L, Kang H M, et al. Single-cell RNA sequencing resolves molecular relationships among individual plant cells[J]. Plant physiology, 2019: pp. 01482.2018.

END

本文系欧易生物原创

转载请注明本文转自欧易生物

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