单细胞转录组测序技术及其在植物研究中的应用

    细胞是生物体的基本结构和功能单位。每一个生命体都是从一个细胞生长发育而来， 每个细胞都具有独特的表型和生物学功能。生物体中相同或者不同的组织、 器官、 系统中的细胞均存在异质性， 细胞的异质性由其遗传物质所决定， 其本质差异体现在基因组、 转录组、 表观组层面。因此， 为了研究生物体的功能机制并避免样本均质化掩盖单细胞的异质性， 单细胞转录组测序技术应运而生。单细胞转录组测序技术(scRNA-seq)是指能够获得单个细胞内近万个基因表达信息， 并且能够辨别生物组织中各种细胞类型的转录特征以及全面揭示细胞之间基因表达异质性的测序方法。以目前应用广泛的 10 X Genomics 单细胞转录组测序平台为例， 该技术利用微流控、 油滴包裹和 baecode标记等技术来实现高通量的细胞捕获技术， 能够一次性分离、 并标记 500~10000个单细胞， 从而获得每个细胞的 3’ 端的转录组信息， 具有细胞通量高、 建库成本低、 捕获周期短等优势。该技术主要用于细胞分型和标记因子的鉴定， 从而实现对细胞群体的划分与细胞群体间基因表达差异的检测， 此外该技术还可以预测细胞分化与研究发育轨迹， 在当下疾病、 免疫、 肿瘤领域以及组织、 器官、 发育研究中发挥越来越重要的作用。