6月23日，中國農業科學院作物科學研究所作物種質資源抗逆和品質性狀評價團隊與河南省農科院糧作所、北京科技大學合作研究，通過單細胞測序繪制了玉米根尖高分辨率細胞圖譜，闡明了玉米根尖主要細胞類型對鐮孢菌侵染根系的應答機制和關鍵基因調控模塊，構建了玉米根尖免疫調控網絡，為解析玉米抗病分子機制及抗病育種奠定了基礎。相關研究成果在線發表于《植物生物技術（Plant Biotechnology Journal）》上。 　　玉米是我國第一大糧食作物，莖腐病是我國玉米生產上最重要的病害之一。擬輪枝鐮孢（Fusarium verticillioides, Fv）是莖腐病的重要致病菌，也是玉米穗腐病的主要致病因子。然而，有關Fv與玉米植株之間的互作以及玉米抵御Fv入侵的分子機制和免疫調控網絡均不明確，制約著玉米對鐮孢莖腐病抗性在育種和生產上的應用。 　　研究人員利用Fv侵染抗、感莖腐病的玉米自交系根尖，通過對原生質體進行單細胞測序，共鑒定出玉米根部7個主要細胞類型。對抗、感材料不同細胞類型中Fv侵染響應基因分析，發現玉米根尖主要細胞類型通過多種抗病信號途徑應對Fv入侵并鑒定了12個Fv響應關鍵調控模塊。對根尖頂端分生組織中差異表達的ZmWOX5b和ZmPIN1a基因在抗病分子信號途徑中的功能研究發現，該基因通過調節吲哚乙酸生物合成，在根尖中形成吲哚乙酸濃度梯度，促進玉米根系伸長來保護根尖頂端分生組織免受Fv侵染。結合整合生物信息學及機器學習等方法構建了6個玉米根尖細胞類型特異性的免疫調控網絡。總之，該研究不僅提供了玉米根系發育過程中細胞命運決定的全局視角，還從單細胞水平上深入解析了玉米根尖主要細胞類型的免疫調控網絡，從而為闡明玉米抗病分子機制和抗病育種奠定了基礎。 　　河南省農科院糧作所曹言勇副研究員和馬娟博士為該論文共同第一作者，作科所段燦星研究員、北京科技大學萬向元教授和龍艷教授為共同通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃和中國農業科學院科技創新工程項目的資助。 　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14097