蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）是一种模式豆科植物，几十年来，人们一直在研究豆科植物和土壤细菌（统称为根瘤菌）之间的共生关系。这种称为根瘤的共生关系在根部启动，细菌感染根毛细胞，以及从根皮层、内皮层和周鞘细胞启动根瘤原基，导致一个新的根器官—根瘤的发展，在那里细菌固定和同化大气中的氮，使植物受益。
2022年11月1日，国际权威学术期刊Molecular Plant发表了美国内布拉斯加大学林肯分校Marc Libault团队的最新相关研究成果，题为Cell-specific pathways recruited for symbiotic nodulation in the Medicago truncatula legume的研究论文。
在这篇文章中，科研人员报告了从未接种根和接种根瘤菌的根中分离并使用核来进行单核RNA-seq（sNucRNA-seq）实验，以深入了解苜蓿根中对根瘤菌感染的早期反应。生成了苜蓿根部的基因表达图，包括25个聚类，使用119个苜蓿标记基因和拟南芥细胞类型标记基因的同源蛋白将其注释为特定细胞类型。对根毛、皮层、内皮和周鞘细胞类型的关注，显示了对短期（48小时）根瘤菌接种反应最强烈的差异性调节，揭示了已知的基因和功能途径，验证了sNucRNA-seq方法，同时也揭示了许多新的基因和途径，允许在细胞类型特定水平上全面分析早期根部共生反应。
图1. M. truncatula根部的单核RNA-seq显示了25个不同的根系聚类
图2. 25个M. truncatula根部聚类的功能注释
图3. M. truncatula和A. thaliana根部细胞聚类的比较转录组分析
图4. 在25个根部细胞聚类中，M. truncatula基因对E. meliloti接种的反应差异表达
图5. M. truncatula根部细胞类型对根瘤菌接种的特定转录反应
图6. 细胞类型富集的已知M. truncatula根瘤和细胞分裂素信号基因
文章来源：Ad植物微生物
