拟南芥心形期种子中沿近端—远端轴和珠孔—合点轴的细胞身份

种子是复杂的生殖器官，由多种母体和子代组织构成。在发育过程中，胚以及萌发和幼苗早期建成所需的营养储存特化组织逐渐形成。为探索种子的细胞多样性与分化，我们对拟南芥心形胚阶段种子进行了单细胞RNA测序，鉴定出20,097个细胞，并将其归类为至少21个不同的细胞簇。通过结合生物信息学分析、报告基因融合标记系成像以及空间转录组学，我们对21个细胞簇中的20个进行了空间定位。我们的分析揭示，表皮细胞和内部细胞层沿种子旋转轴和轴向轴表现出高度分化，凸显了细胞位置和个体发生的重要性。我们鉴定出一些出乎意料的空间域，其中包括一个以离层特异性转录本为标记的细胞簇，以及一个受发育程序性细胞死亡塑造的珠心细胞簇。令人惊讶的是，尽管胚和胚乳具有不同且互补的功能，但二者在转录谱上表现出相似性。总之，我们的研究结果确立了种子作为一种在转录层面高度复杂、具有高度细胞类型异质性的器官，并为研究多样细胞层的分化及空间转录谱奠定了基础。

种子是复杂的生殖器官，由多样化的母体组织和子代组织构成。在发育过程中，胚以及种子萌发和幼苗早期建立所需的专门营养贮藏组织逐渐形成。为探索种子的细胞多样性及其分化过程，我们对拟南芥心形胚时期的种子进行了单细胞RNA测序，鉴定出20,097个细胞，并将其归为至少21个不同的细胞簇。通过结合生物信息学分析、成像报告融合标记系以及空间转录组学，我们对21个细胞簇中的20个进行了空间定位。我们的分析揭示，表皮细胞层和内部细胞层沿种子旋转轴和纵轴表现出高度分化，凸显了细胞位置和个体发育起源的重要性。我们还鉴定出一些出人意料的空间结构域，包括一个以离层特异性转录本为标志的细胞簇，以及一个受发育程序性细胞死亡塑造的珠心细胞簇。令人惊讶的是，尽管胚和胚乳具有不同且互补的功能，它们在转录谱上却表现出相似性。总之，我们的研究结果表明，种子是一个转录层面高度复杂、具有高度细胞类型异质性的器官，并为研究多样细胞层的分化及空间转录谱奠定了基础。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.741042v1?rss=1

🏷️ 拟南芥 种子发育 单细胞RNA测序 空间转录组 细胞身份 胚乳分化