研究揭示玉米灌浆期的关键细胞亚群

　　玉米是种植广泛且高产的作物。玉米籽粒是高度复杂的系统，由数百万个细胞组成，包括来自母体的二倍体种皮、子代基因型的三倍体胚乳以及二倍体的胚组成。构成这三种组织器官的细胞在种类和功能上各不相同，但相互协调，进而形成独特的微环境，以维持不同类型的细胞数量，构成有时空差异的功能分区。例如，玉米籽粒灌浆开始前，胚乳细胞要经历活跃的有丝分裂和分化，细胞迅速增殖并形成完整的胚乳组织，主要包括四种细胞类型����胚乳基部转移层（basal endosperm transfer layer，BETL）、糊粉层（aleurone layer，AL）、胚周围区（embryo surrounding region，ESR）、淀粉胚乳细胞（central starchy endosperm，CSE）。此外，这几类细胞还能够衍生出一些亚细胞类型����亚糊粉层（subaleurone，SA）、传导区（co nducting zone，CZ）和基部中间区（basal intermediate zone，BIZ）。然而，上述细胞分类主要基于细胞形态观察和数量极少的特异表达基因，一般转录组研究得到的基因表达谱缺乏空间信息，且关于每个细胞群体的具体功能的认知有限，制约了对籽粒发育和灌浆调控的研究以及优异基因的挖掘。因此，该团队对玉米灌浆期籽粒进行了显微切片和空间转录组学研究，实现了高通量可视化所有基因的电子原位杂交图谱，鉴定了11个细胞群�?32个分子标记基因，绘制�?ldquo;玉米籽粒电子原位杂交���?ldquo;分子细胞�?rdquo;图谱。此外，该研究系统构建了籽粒灌浆时各个组织功能区发生的关键事件（信号传导、营养运输，蛋白、淀粉、脂类合成和存储等）和全局基因网络调控图，全面挖掘在信号传导和营养运输上发挥重要作用的关键基因，通过探索它们的生物学功能，为提升玉米产量和品质提供新的基因资源、�/div>