南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/园艺学院萝卜遗传与种质创新利用团队在植物学领域知名期刊J. Integr. Plant Biol.发表研究论文,首次构建了萝卜肉质根单细胞核转录图谱,发现RsHB8促进萝卜肉质根膨大和木质部发育。
萝卜肉质根膨大主要依赖维管形成层的持续分裂和分化,直接影响产量和商品价值。研究通过对萝卜肉质根的形态学和细胞学特征进行分析,鉴定了3个关键发育时期,并开展单核RNA测序,获得36,075个高质量细胞核的转录信息,鉴定了12种细胞类型。
利用拟时序分析解析形成层细胞向木质部薄壁细胞过渡的转录变化路径,筛选出候选调控因子RsHB8。表达分析与RNA原位杂交表明,RsHB8主要在维管形成层和木质部区域表达。过表达RsHB8促进肉质根木质部分化,增加导管和木质部薄壁细胞数量,并提高肉质根根径。
研究进一步发现,RsLBD21与RsHB8互作,抑制RsHB8的转录活性,并减弱其对RsXTH22的转录激活作用。沉默RsLBD21显著增加肉质根根径和木质部宽度,而沉默RsXTH22则产生相反表型,揭示了RsLBD21-RsHB8-RsXTH22模块介导萝卜肉质根木质部分化的调控机制。