科技日报记者 魏依晨
近日，江西省林科院樟树创新团队首次在单细胞水平解析了樟树叶片发育过程中萜类生物合成的转录调控网络及关键代谢途径，为揭示樟树次生代谢的组织特异性调控提供了重要依据。相关研究刊发国际期刊《当代植物生物学》上。
樟树因其丰富的萜类次生代谢产物，在医药、香料和木材等领域具有重要的经济价值。叶片是樟树萜类合成的主要器官，但其在细胞层面的调控机制尚不清楚。研究团队利用高通量单细胞转录组测序（scRNA-seq）技术，系统解析了樟树叶片的细胞组成及萜类代谢的调控网络，鉴定出八类主要的细胞群，包括叶肉细胞、表皮细胞、保卫细胞、维管细胞和增殖细胞等，并系统分析了其基因表达特征和发育轨迹。研究发现，叶肉细胞的分化过程经历了三个不同的发育状态，揭示了从增殖细胞向成熟功能细胞的动态过渡机制。进一步分析表明，与萜类合成相关的多个关键基因呈现细胞类型特异性表达模式，例如，GPPS1在叶肉细胞中特异性表达，可能在樟树萜类代谢的组织特异性合成过程中发挥关键作用。此外，研究发现MYB和bHLH转录因子在不同细胞类型中富集，暗示其在萜类代谢及激素信号调控中的重要作用。
值得一提的是，该团队此前已成功解析了樟树的高质量基因组，并完成了24种樟属植物的重测序工作，为樟属植物的遗传多样性和进化研究奠定了坚实基础。本次研究是樟树在单细胞层面的首篇研究成果，进一步深化了对樟树叶片发育及萜类代谢调控的理解，为樟树资源的高效利用及分子改良提供了新思路。
（图由江西省林科院提供）
