10月29日晚，4688美高梅集团唯一网站邂逅园艺“植物单细胞测序”交流会在园林南楼206会议室开展。4688美高梅集团唯一网站博士后许忠平以“单细胞测序之棉花再生的故事”为主题，向在座观众介绍了有关单细胞测序与其在棉花植株体再生方向的应用进展。
许忠平向大家介绍了“再生”是实现基因聚合的一种操作，其在基础研究、育种中有很重要的作用。目前与“再生”相关的研究是一个十分庞大的课题，2005年《Science》期刊将植物细胞全能性列为最重要的25个科学问题之一，截止目前学界对“再生”的三个重大问题均无确切的回答，足见这一课题内容非常复杂。
接着，许忠平提到，整个再生的研究可以从基因表达、转录因子、调控下游具体基因三个方面展开。植物再生可以分为组织修复、体细胞再生与器官从头再生。棉花属于间接再生，相比直接途径，所经历的时间周期更长，而影响棉花体细胞胚胎发生和植株再生的因素当中，基因型是最主要的因素，从根本决定植物细胞有无再生可能。
许忠平课题组在“缩短组培周期”、“打破基因型限制再生”等方面展开了一系列研究。第一部分是缩短组培周期。其依托拟南芥根部的细胞展开的棉花组织培养和再生过程研究。结果显示，在初生维管组织细胞中检测到大多数稳定的转化事件，不同部位对诱导的响应能力不同，分化程度越低的组织，越容易形成愈伤组织。
接下来，许忠平利用带有生长素和细胞分裂素基因的番茄，在增大的初生韧皮部薄壁细胞中观察到生长素和细胞分裂素信号通路诱导的根起始。验证了茎生根起源于分化的韧皮薄壁组织。CRISPR敲除LBD家族的SBRL基因后显著减少了茎部根的形成，受涝渍及损伤诱导产生根的数量也显著减少、LBD家族中Subclass III的超级位点中不同成员在被子植物根系形成过程中的功能保守性。
第二部分是打破基因型限制研究。首先，其发现WUS与DRN是两个拟南芥叶肉细胞再生所必需的转录因子，并能促进再生。原生质体化后的基因随机表达在单细胞水平创造了“演化”的基础，培养条件选择出能够再生的基因表达组合。由此结果拓展至棉花研究上，利用“基因组+单细胞+基因编辑解析棉花再生调控过程”的方法，在进一步研究当中他选择Jin668和TM-1作为实验材料。
结果发现，愈伤组织中层细胞具有干细胞特征且处于未分化状态，而受外界刺激后愈伤组织中层细胞中生长素含量的增加和细胞分裂素敏感性的增强是其多能性获取的必需条件，进而才能实现器官再生。
交流会的最后，许忠平总结了植物单细胞应用：技术+生物学问题，主流方向为“大规模+多组学”；在实验设计和单细胞解离方面，重点关注测序方案的设计。在单细胞数据分析和实验辅助：重视Marker基因鉴定和验证(同源比对为辅，RNA原位杂交为主)；在生物学挖掘和基因功能验证方面，要注意CRISPR基因编辑、超表达进行基因功能验证候选基因的机制解析的运用。
在随后的问答环节，针对“单细胞测序思路和关键点”这一问题，许忠平答道，植物组织或器官的发育以及特定类型的细胞、候选基因的功能验证和机制解析，这两个方面决定研究意义。同时，测序平台选取也有一定的讲究，根据不同的要求要有所区别。
文字：黄婧婷
摄影：黄婧婷
审核：林辉 陈炫希
