985大学果树学博士，分享7个实用的植物单细胞研究数据库！

随着单细胞转录组测序技术的快速发展与广泛应用，研究人员得以更加细致地了解植物细胞的多样性和异质性，从而深入揭示植物生长发育和响应环境变化的分子机制。然而，植物单细胞数据的处理、分析和比较（特别是细胞鉴定）存在难点，相关软件、工具还比较少。同时，整合已发表的植物单细胞数据集，为研究人员提供数据重用与比较的一站式解决方案，也是植物单细胞研究领域所迫切需要的。

小编今天向大家分享7个实用的植物单细胞数据库，帮助你进行数据探索和研究。

1. scPlantDB

全称：Single Cell Plant DataBase

数据库链接：

https://biobigdata.nju.edu.cn/scplantdb/home

数据库覆盖：17个物种，67个数据集，约250万个细胞，259个细胞类型，约23万个marker基因

功能：浏览与搜索、多个数据集比较分析、BLAST、细胞类型对比、细胞类型预测

开发团队：南京大学生命科学学院陈迪俊课题组

最后更新日期：2023.7.10，版本号1.1

原文：He, et al. 2024. scPlantDB: a comprehensive database for exploring cell types and markers of plant cell atlases. Nucleic Acids Res. doi.org/10.1093/nar/gkad706

scPlantDB提供了marker基因词云展示功能。当用户选择了某个物种的某个组织，scPlantDB可以将其marker基因以列表或者词云的方式展示出来。

图. scPlantDB的词云展示功能

scPlantDB可以对用户输入的基因进行细胞类型预测。例如，小编输入了4个拟南芥叶肉组织marker基因和1个无关基因，得到了多个预测结果，其中可能性最高的为叶肉组织，Similarity score为0.8。

图. scPlantDB的细胞类型预测功能

2. PlantscRNAdb

全称：PlantscRNAdb

数据库链接：

http://ibi.zju.edu.cn/plantscrnadb/index.php

数据库覆盖：15个物种，38个组织，451个细胞类型，逾11万个marker基因

功能：浏览与搜索、多个数据集比较分析、BLAST、集成JBrowse、4个物种的空间转录组数据

开发团队：浙江大学农业与生物技术学院樊龙江课题组

最后更新日期：2023.8.15，版本号3.0

原文链接：Chen, et al. 2021. PlantscRNAdb: A database for plant single-cell RNA analysis. Mol Plant. doi.org/10.1016/j.molp.2021.05.002

本文介绍的数据库基本都提供了搜索引擎。以PlantscRNAdb为例，可以输入具体的细胞类型来查询marker基因；也可以输入marker基因来反向查看细胞类型。

图. PlantscRNAdb的双向搜索功能

除了单细胞转录组数据，PlantscRNAdb也整合了四个物种（拟南芥、水稻、大豆、蝴蝶兰）的空间转录组数据。

图. PlantscRNAdb浏览水稻空转数据

3. PCMDB

全称：PlantCellMarker

数据库链接：

https://www.tobaccodb.org/pcmdb/homePage

数据库覆盖：6个物种，22个组织，263个细胞类型，逾8万个marker基因

功能：三种marker基因类型、浏览与搜索、BLAST、整合了两种细胞类型预测工具SCSA和SingleR

开发团队：郑州烟草研究院国家烟草基因研究中心曹培健课题组

最后更新日期：2021.9.15，版本号1.1

原文链接：Jin, et al. 2022. PCMDB: a curated and comprehensive resource of plant cell markers. Nucleic Acids Res. doi.org/10.1093/nar/gkab949

PCMDB所收录的marker基因根据来源文献的差别，可分为三种类型：来源于单细胞研究（scRNA-seq）的文章、来源于bulk RNA-seq的文章、来源于做过生物学实验验证的文章。

图. PCMDB收录的不同来源的marker基因

PCMDB还支持两种基于marker基因信息的分析工具：基于marker的细胞类型预测工具SCSA，以及基于参考数据的细胞类型预测工具SingleR。

图. PCMDB整合了SCSA和SingleR

4. PsctH

全称：Plant Single Cell Transcriptome Hub

数据库链接：

http://jinlab.hzau.edu.cn/PsctH/

数据库覆盖：5个物种，9个组织，51个细胞类型，98个marker

功能：marker基因浏览与搜索、数据处理管道

开发团队：华中农业大学植物科学技术学院金双侠课题组

最后更新日期：2024.4.6

原文链接：Xu, et al. 2021.Plant Single Cell Transcriptome Hub (PsctH): an integrated online tool to explore the plant single-cell transcriptome landscape. Plant Biotechnol J. doi.org/10.1111/pbi.13725

PsctH对于收录的marker基因具有严格的标准：必须通过RNA原位杂交或GFP报告基因验证了其功能。在这一标准下，PsctH收录了来源于20余篇文献的98个marker。

图. PsctH收录的marker基因均有实验验证

PsctH还提供了一个对用户友好的单细胞数据处理管道。用户上传Cell Ranger数据后，可对质量控制阈值、归一化方法、降维算法、marker基因识别阈值等多个参数进行自定义设置，如下图，拖动滑块即可。这对于生信分析能力较弱的研究人员十分友好。

图. PsctH的数据分析平台

5. RCAR

全称：Root Cell Atlas in Rice

数据库链接：

http://www.elabcaas.cn/rcar/index.html

数据库覆盖：水稻的两个品种，逾两万个细胞

功能：细胞亚型与基因的浏览与搜索、集成JBrowse

开发团队：中国农科院生物技术研究所谷晓峰课题组

最后更新日期：2021

原文链接：Liu, et al. 2021. Transcriptional landscape of rice roots at the single-cell resolution. Mol Plant. doi.org/10.1016/j.molp.2020.12.014

RCAR展示了两个农业栽培领域重要的水稻品种粳稻Nip和籼稻93-11根尖组织的单细胞转录组全景图谱。在Cluster search页面，通过点击某个细胞分群，可以查看群体中各基因的表达情况。

图. NIP品种根冠cluster的基因列表

在RCAR的Locus search页面，输入基因ID，可以查看某基因在细胞图谱中的表达情况。

图. 某基因在不同cluster的表达情况

6. PscB

全称：The Plant scRNA-Seq Browser

数据库链接：

https://www.zmbp-resources.uni-tuebingen.de/timmermans/plant-single-cell-browser/

数据库覆盖：拟南芥的叶和根

功能：数据集浏览与搜索

开发团队：图宾根大学植物分子生物学中心Marja Timmermans课题组

最后更新日期：2021

原文链接：Ma, et al. 2020. PscB: A Browser to Explore Plant Single Cell RNA-Sequencing Data Sets. Plant Physiol. doi.org/10.1104/pp.20.00250

PscB主要的数据源为Timmermans课题组的两篇文献，一篇做的是拟南芥根，一篇是拟南芥叶。用户先选择器官，然后输入至多4个基因ID，网站可以给出这些基因的表达情况，并通过列表、UMAP图、小提琴图等方式展现。

图. PscB以小提琴图展示基因表达情况

7. PlantPhoneDB

全称：PlantPhoneDB

数据库链接：

https://jasonxu.shinyapps.io/PlantPhoneDB/

数据库覆盖：5个物种，15个组织，29个数据集，约56万个细胞

功能：配体-受体互作对查询，细胞通讯结果浏览

开发团队：厦门大学环境与生态学院郑海雷课题组

最后更新日期：2022年，版本号e917150b

原文链接：Xu, et al.PlantPhoneDB: A manually curated pan-plant database of ligand-receptor pairs infers cell-cell communication. Plant Biotechnol J. doi.org/10.1111/pbi.13893

不同类型的植物细胞共同形成了一个动态且复杂的细胞通讯网络，为了解析这一调控网络，郑海雷课题组开发了一个R包PlantPhoneDB。基于已发表的单细胞数据集，运用PlantPhoneDB包可预测出有显著通讯活性的配体-受体互作对，并绘制多种可视化图形，如热图、气泡图和弦图等。PlantPhoneDB数据库则展示了十余个植物单细胞数据集在经过PlantPhoneDB包分析后的细胞通讯结果。

图. PlantPhoneDB展示的细胞通讯分析结果

联川生物已在拟南芥、棉花、小麦、水稻、茶树、红豆杉、铁皮石斛等几十余个植物物种上成功开展了单细胞核悬液制备实验，并交付了测序与个性化分析数据。当然，植物样本具有高度的复杂性。在面对来源于不同物种、不同年/日龄、不同器官的植物样本时，我们可能需要为其制定一套个性化的实验方案（如细胞核提取液配方、细胞核清洗方法、流式分选策略等）。这个过程可能是充满挑战性与探索性的，但同时也是很有趣的。

个人简介：

帮助更多的植物学、农学研究人员应用单细胞技术实现科研突破，即是联川生物从一而终的愿景。

供稿：联川生物-张弛博士