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    玉米團隊受邀發表植物單細胞基因組學前沿綜述
    發布時間:2020-06-12

    近日,嚴建兵教授課題組受國際植物學權威綜述期刊Trends in Plant Science邀請,撰寫并發表了題為“Single-Cell Genomics and Epigenomics: Technologies and Applications in Plants”的綜述文章。該文章從方法學的角度總結歸納了快速發展的單細胞基因組和表觀基因組前沿技術,并總結和展望了該技術在回答植物生物學關鍵科學問題的研究思路和進展。

    圖片1

    單細胞測序技術是生物學研究的熱點前沿領域之一,它可以在單個細胞水平闡述重要生命現象,大大拓展了生命科學研究的精度和深度。過去10多年來,在動物中利用單細胞技術重新理解了細胞分化、細胞周期和細胞免疫等重要的生命過程,也逐漸衍生了單細胞生物學這一新興學科。然而在植物中,單細胞測序研究卻面臨挑戰。一方面技術沒有得到合理的選擇和應用,另一方面缺乏基于該技術提出的針對性科學問題。

    嚴建兵課題組以玉米為模式植物,在2015年實現了世界首次玉米四分體單細胞基因組測序技術,隨后又相繼突破了玉米單細胞核的基因組測序、四分體的表觀基因組測序和單胚囊的基因組測序技術,并利用這些突破性技術回答了玉米雌雄配子重組規律、雄配子重編程、單倍體誘導等生殖發育過程中的關鍵科學問題。鑒于嚴建兵課題組在植物單細胞測序方面的系列進展,Trends in Plant Science雜志邀請該課題組撰寫綜述文章,介紹植物單細胞基因組和表觀組前沿技術及其應用和展望。

    綜述文章提出,通過結合基因組編輯等技術,高精度和高通量單細胞基因組技術有望對減數分裂機制等重大科學問題提供新的解決思路。在表觀基因組層面,DNA甲基化、蛋白質–DNA互作和三維基因組是近年來單細胞測序技術發展的新興領域,可應用于解決諸多植物領域的重大科學問題。文章還提出,相對于動物單細胞研究,植物單細胞研究有其獨特的優勢,比如有獨特的科學問題、不存在倫理的問題、樣品更容易獲得等。未來,單細胞測序技術需要針對植物樣品進行適配修改和優化改良,提高實驗通量和重復度;同時應該優先在多組學水平上構建完整的植物細胞發育動態圖譜。這有助于在單細胞水平深刻理解多種生命現象,并最終促進植物單細胞生物學學科的發展。

    生命科學技術學院碩士研究生羅成為綜述文章第一作者,嚴建兵為通訊作者。

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