科研进展
1、首个小麦叶片发育的转录图谱
Genome Bioogy，英国伦敦皇家霍洛威大学研究人员研究了六倍体面包小麦从分生组织细胞到完全分化细胞的整个叶片发育梯度，并定量地了解叶绿体的生物发生及其潜在的分子过程，构建了叶绿体生物发生的定量分析和小麦叶片同步发育的基因表达图谱。
为获得最早完全增殖的细胞，研究人员收集了最早幼叶的茎尖分生组织样本；为获得具有完全成熟的光合作用能力的细胞，且没有任何衰老的迹象，他们解剖了2周龄叶片的中部区域。总计15个样本，通过流式细胞仪和分子分析鉴定了细胞的发育阶段，随后对15个样品进行了转录组学分析，对细胞器参数以及潜在的分子过程进行了量化。
研究发现，质体发育的第一阶段始于细胞器的增殖，并持续到质体遗传机制的建立。第二阶段以光合叶绿体的发育为标志，这些叶绿体占据了可利用的细胞空间。叶绿体增殖发生得非常早，发生在叶绿体阶段的开始，并且进一步表明，叶绿体转换机制的建立跨越了质体和叶绿体两个阶段。该发现构建了叶绿体发育的过程，便于将这些过程与已知的调控因子联系起来，并使寻找新的调控因子成为可能。随后，使用网络重构算法，将围绕叶绿体增殖、分化和发育的调控因子与发育阶段进行了更精准的匹配，同时预测了新的调控因子。
该研究构建了首个小麦叶片发育的转录图谱，揭示了在功能上不同的质体和叶绿体的发育阶段，为未来的功能鉴定提供了坚实的基础。（eplants）
https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-021-02366-3
2、开发单细胞数据分析的深度学习方法
Nature Machine Intelligence，清华大学和斯坦福大学研究人员开发全新的单细胞数据分析方法scDEC，在分析单细胞染色质开放性数据时，scDEC能有效区分不同细胞类型，显著提高细胞聚类的性能。在对最新的10x Genomics Multiome单细胞基因表达和染色质开放性数据的整合分析中，scDEC的聚类效果亦优于已有单细胞多组学分析方法。
综上，scDEC是一个基于循环生成对抗网络的单细胞整合分析方法。以高维数据概率密度估计的理论为基础，该方法突破单细胞数据分析中降维、聚类等关键步骤分开割裂进行的局限，在模型中集数据降维、生成与细胞聚类于一体，是单细胞数据分析的一个突破性进展。
https://www.nature.com/articles/s42256-021-00333-y.epdf?sharing_token=33A0aR8h1Em3eB34U8X9zNRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0NOfRLoGibZPWBfil0iv7rQcTMQMKYDNQy-nZoJ9Sy4XDFaHa-bU1oRhsr6PvoraKTHmTSxAQd5UaBRNP6YLOjt-o6sW3gDJVGxaRh6Fl6wJhVccOUTpiBlwrx_BAHG3Dz0ylpUtKtML-0eayhnsg_zYl-LU2aZOdhrpncd8BA8GLCCRlJCvikcnrm7K4FcG9k%3D&tracking_referrer=www.genomeweb.com
3、揭示非洲豹基因组多样性和非凡的生态适应性
现有豹全基因组分析都是以生活在最东端的远东东北豹为基础，该种群经历过严重栖息地和数量下降，是最濒危的豹亚种，所以对其基因组分析并不能代表豹的整个状况。
Current Biology，研究人员对53个非洲豹进行全基因组测序，发现了非洲豹的基因组多样性比包括远东豹（Amur Leopard）在内的其他大型猫科动物要高出2~5倍，猜测这可能是因为非洲豹在整个更新世（Pleistocene）时期保持了非常高的有效种群规模。
此外，研究人员还检测到，非洲豹与其他大型猫科动物相比，在非洲大陆内的基因流动是持续的，所以种群分化程度非常低。该研究证实完全不存在会防碍基因交流的所谓“赤道森林屏障”（equatorial forest barrier）。这也使得豹有别于其他大多数分布广泛的非洲大型哺乳动物——包括狮子在内。
这些研究结果修正了以往人们对营养敏感性的理解，提示了非洲豹显著的耐性，而这可能取决于其非凡的栖息地适应性和广谱的猎食生态位。
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960982221001299
4、花菜豆基因组测序研究揭示其响应热胁迫下的进化和驯化机制
Nature Communications，美国北达科他州立大学研究人员通过对栽培的地方品种Frijol Bayo和野生种W6 15578花菜豆进行参考基因组序列研究，包括对适度热应激的恢复能力和减少抗病基因库的可能机制的探索，这与对干旱和炎热环境的适应一致。在适度的夜间温度胁迫下，地方品种相对于耐热普通豆品种在菜豆中表现出不同的耐热性响应。地方品种和野生基因家族的组成与普通豆不同，特别涉及与效应子驱动的病原体抗性相关的抗病基因。这些菜豆种类之间广泛的共线性和基因共享将促进普通豆的气候适应，并加速菜豆的改良，为这两种菜豆在21世纪气候应激环境中的改进提供了方案。
https://www.nature.com/articles/s41467-021-22858-x.pdf
5、基于代谢组学等手段开发棉花种质资源创新性评价和高附加值利用新途径
棉花的花器官因为富含类黄酮等多酚类天然生物活性物质，对人类健康有诸多益处，在我国历史上也被用作民族药。
Industrial Crops and Products，郑州大学研究人员利用代谢组学方法深入探究了花器官发育过程中类黄酮类物质的积累变化规律，进一步明确了主要活性物质黄酮醇和花青素的类型及含量。继而采用环境友好型的亚临界水萃取技术对花器官中的天然活性物质进行提取，同时结合响应面法对提取条件进行了优化。该研究得到的抗氧化能力较强的天然提取产物，未来可以作为医药、化妆品、功能食品等领域的工业原料。
总之，该项研究为进一步开展棉花种质资源创新评价研究，明确活性成分丰富的候选品种，开发工业用专用品种，进而从高附加值综合利用的角度对棉花的质量进行科学全面的分类、定级提供了技术支撑。（植物研究进展）
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926669021001333?via%3Dihub
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