这几年，单细胞文章的热度依旧不减，前面总结过已发表的植物单细胞文献。植物单细胞转录组报道已经实现了一些植物特定组织的单细胞转录组图谱构建，但大多数研究集中于拟南芥，并且也在特定的组织，比如根，叶等。目前水稻的单细胞转录组研究则也是主要集中于根部。

2021年6月18日，JGG在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所钱文峰研究员团队题为“Single-cell transcriptome atlas of the leaf and root of rice seedlings”的研究论文。该研究通过绘制单子叶模式植物水稻的单细胞转录图谱，比较叶和根同类组织基因表达的异同，探究非生物胁迫下细胞类型特异的转录调控与细胞比例变化，为理解水稻发育和胁迫响应的转录调控规律提供新的认知。

作者首先用2种方法进行了quality  control。第一个是为了查看protoplast isolation对于单细胞数据的影响，所以做了2组准备原生质体之前和之后的转录组，然后发现protoplast isolation还是会影响一批protoplasting-sensitive的基因的，因为把这批基因去掉后correlation有一定的升高，分别从0.76到0.82，0.81到0.92.

另一个control的方法是加入arabidopsis  的roots细胞作为混样，看一些死亡的原生质体细胞是否会对结果造成影响。结果发现，鉴定出的细胞不管是在拟南芥还是rice上的鉴定效果都较高，从而说明以小部分一些背景的RNA不足以影响true cell的有用信息。

然后，作者利用单细胞测序分别对leaf，root以及seedling（lownitrogen, high salinity, iron deficiency）分别进行了测序。

同时，作者开发了一种基于marker的权重算法来对鉴定的cell进行annotation（PS：其实，我个人觉得好像和以前基于marker的方法大同小异，只是weight的方法稍微有点差异而已）。

作者使用该图谱比较叶和根多种细胞组织的转录组异同，发现尽管同种类型组织在叶和根中(例如叶肉细胞和根皮层细胞)具有显著的转录组相似性，表皮和内皮细胞在根和叶中具有较大差异。

该研究还发现，水稻在应对非生物胁迫时常常具有细胞类型特异性的转录响应，而同种细胞类型在响应不同胁迫时往往倾向于使用大致相似的转录调控机制。作者还关注水稻在非生物胁迫下细胞数目比例发生的变化，并通过单细胞发育轨迹的重建探究了潜在的分子机制。研究中部分全局性的研究结论得到包括荧光显微成像以及流式细胞术在内的生物学实验的进一步验证。

这个研究算是水稻比较全面的单细胞转录组学的研究了，既有不同tissue的比较，也有不同处理的揭示，部分结果还进行了简单的验证。

PS: 我个人好奇的是为啥只发了个JGG，因为个人觉得做的工作还是挺多听全面的，可能这个领域的竞争太惨烈了吧！

其实，最近一直在学习和关注单细胞/空间转录组的研究，我们也自己在探索这方面的工作。后面怎么去弄，那些是可以去尝试的呢？

===植物单细胞后续可以研究方向====

通过学习已发表的单细胞测序文章，可以清晰的看到，目前大部分植物单细胞文章还是以构建细胞图谱为主，主要的结果是描述拟南芥根的细胞构成，比较少涉及到生长发育、胁迫应激以及功能基因的深层次讨论（这个文章阐述了水稻对于生物胁迫细胞levle的应激反应）。

另外一点是目前研究的物种极为有限，大部分文章的研究对象是植物研究的模式物种拟南芥，另外还有水稻和玉米。整体上看植物单细胞研究还处于起步阶段，样本类型单一、细胞数量偏低，数据利用程度较低，是有可能发高分文章的研究领域，但是如果这个文章只能发个JGG，可能后续对于实验验证的要求可能越来越高，像早期的转录组发展一样。

结合网上的学习和分享，觉得我们可能要从以下角度多去尝试这方面的工作，与大家共勉：

1、 大细胞量图谱类研究：此处说的大细胞量，既可以是同一组织细胞量的增加，也可以是不同组织（目前的植物单细胞研究以根为主，后续研究可以拓展到其他器官）细胞量的累加。前者可以提高特定组织器官细胞构成分析的精细度，发现新的稀有细胞；也可以尝试一个其它新的物种，像基因组的思路一样，稀有（或者没做过）重要物种的稀有细胞类型。

2、深层次的数据挖掘：在同样做细胞图谱的前提下，增加数据挖掘深度是提高文章档次的有效方式。例如植物研究中生长发育、胁迫等是主要的研究方向，二者会影响不同细胞类型的构成比例变化（像这个文章），其深层次的原因是细胞状态发生转变，有效利用拟时序分析，挖掘细胞分化路径、发现新的细胞亚型，这点可能也要多下功夫。

3、特定细胞群体分析：植物单细胞研究会和动物单细胞研究一样（特别是医学领域），早期的文章主要以细胞图谱为主，随着发表文章数量的增多和研究的深入，研究方向势必会想精细化方向发展，因此研究特定的细胞在生长发育、胁迫耐受等方向的特定功能是植物单细胞研究的必经之路；

4、 特定基因的研究：此研究类似于动物研究中的体内、体外实验，通过对细胞中特定基因进行敲低、过表达操作，研究特定基因的具体分子功能。此研究方向中，单细胞测序的重要性会明显降低，仅仅是以基因功能研究的基础而存在，为功能基因的引入提供数据支撑，估计后面会越来越望这个方向要求。

总结

整体上看植物单细胞研究还处于起步阶段，样本类型单一、细胞数量偏低，数据利用程度较低是目前的研究现状，还是一个可以发高分文章的研究领域。但是与之对应，竞争很激烈，看目前发表文章的进度，感觉相当惨烈，因此我们需要及时抓住风口，跟住技术发展的步伐，当然要基于一个很好的实验设计去解决实际问题，而不是盲目的去跟风发paper。 

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