冷泉港实验室的科学家们揭开了植物干细胞的奥秘，绘制出玉米和拟南芥关键遗传调控因子的图谱。通过单细胞RNA测序技术，他们构建了一个基因表达图谱，该图谱不仅能识别稀有的干细胞调控因子，还将这些因子与作物大小及产量相关联，为培育抗逆高产作物提供了新的路线图。
冷泉港实验室（CSHL）植物生物学家首次绘制了玉米和拟南芥数千个茎尖细胞中两种已知干细胞调控因子的分布图谱。该研究不仅发现了两种物种中新的干细胞调控因子，还将其中部分因子与玉米的尺寸变异联系起来。这种获取稀有干细胞的方法可应用于整个植物界。CSHL教授David Jackson解释道："理想情况下，我们希望了解如何制造干细胞。这将使我们更好地再生植物，理解植物多样性。目前人们非常热衷于培育更具韧性或更高产的新作物，但我们尚未掌握完整的调控因子清单——即实现这一目标所需的基因。"
Jackson及其同事首先聚焦于两个著名的干细胞调控因子CLAVATA3和WUSCHEL。实验室前博士后徐晓莎（音译）精细解剖了包含干细胞的玉米和拟南芥茎尖组织。随后，团队使用"微流控"设备分离每个细胞，将其RNA转化为DNA，并通过标识标签记录细胞来源。
这种称为单细胞RNA测序的技术，使研究人员能同时观察数千个细胞中的基因表达情况。"最棒的是你获得了这份基因表达图谱，"Jackson表示，"当我们公布后，整个学界都能使用。其他对玉米或拟南芥干细胞感兴趣的研究者无需重复实验，他们可以直接运用我们的数据。"
单细胞RNA测序技术帮助团队成功获取约5,000个表达CLAVATA3的细胞和1,000个表达WUSCHEL的细胞。进一步研究发现，玉米和拟南芥干细胞中共同存在数百个优先表达的基因，暗示这些基因可能对多种植物物种具有进化重要性。研究人员由此将某些干细胞调控因子与玉米产量联系起来，这些关联未来或可帮助育种者选育适用于粮食、饲料或燃料生产的特定品系。
"这是可能指导未来十年研究的基础性发现，"Jackson强调，"不仅发育生物学家可以使用，还包括研究玉米穗生长机制和提升产量的生理学家，以及育种专家。"