近日，南京农业大学在国际权威期刊JIPB发表题为“Single-nucleus RNA sequencing reveals a key regulator RsHB8 affecting vascular cambium activity and xylem differentiation during radish taproot thickening”的研究成果。南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/园艺学院柳李旺教授和王燕副教授为论文通信作者。扬州大学与南京农业大学联合培养博士生崔峰为论文第一作者。

该研究通过对萝卜肉质根的形态学和细胞学特征进行分析，鉴定了3个关键发育时期，并开展苗期（5 DAS）、破肚期（15 DAS）和快速膨大期（20 DAS）单核RNA测序，获得36,075个高质量细胞核的转录信息。结合已知标记基因和激光捕获显微切割的组织特异转录组数据，鉴定了维管形成层、木质部薄壁细胞等12种细胞类型。

利用拟时序分析解析了形成层细胞向木质部薄壁细胞过渡的转录变化路径，结合基因表达模块与预测的蛋白关联网络，筛选出候选调控因子RsHB8。表达分析与RNA原位杂交表明，RsHB8主要在维管形成层和木质部区域表达。过表达miR165/166抗性形式的RsHB8（RsHB8m）促进肉质根木质部分化，增加导管和木质部薄壁细胞数量，并提高肉质根根径；沉默RsHB8则导致肉质根根径和木质部宽度降低。

Y1H和双荧光素酶报告系统分析显示，RsHB8能够结合细胞壁重塑相关基因RsXTH22的启动子并激活其表达。此外，RsLBD21与RsHB8互作，抑制RsHB8的转录活性，并减弱RsHB8对RsXTH22的转录激活作用。进一步功能分析表明，沉默RsLBD21显著增加肉质根根径和木质部宽度，而沉默RsXTH22则产生相反表型。

打开网易新闻 查看精彩图片

萝卜RsLBD21-RsHB8-RsXTH22模块介导肉质根木质部分化模式图