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Single-cell RNA sequencing reveals a high-resolution cell atlas of xylem in Populus

Journal of Integrative Plant Biology 2021年第11期63卷 1906-1921页

作者： Hui Li Xinren Dai Xiong Huang Mengxuan Xu Qiao Wang Xiaojing Yan Ronald R.Sederoff Quanzi Li State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding Chinese Academy of ForestryBeijing 100091China Research Institute of Forestry Chinese Academy of ForestryBeijing 100091China Forest Biotechnology Group Department of Forestry and Environmental ResourcesNorth Carolina State UniversityRaleighNC 27695USA

High-throughputsingle-cellRNAsequencing(sc RNA-seq) has advantages over traditional RNA-seq to explore spatiotemporal information on gene dynamic expressions in heterogenous tissues. We performed Drop-seq, a method for the dropwise sequestration of single cells for sequencing, on protoplasts from the differentiating xylem of Populus alba × Populus glandulosa. The sc RNA-seq profiled9,798 cells, which were grouped into 12 *** characterization of differentially expressed genes in each cluster and RNA in situ hybridizations,we identified vessel cells, fiber cells, ray parenchyma cells and xylem precursor cells. Diffusion pseudotime analyses revealed the differentiating trajectory of vessels, fiber cells and ray parenchyma cells and indicated a different differentiation process between vessels and fiber cells, and a similar differentiation process between fiber cells and ray parenchyma cells. We identified marker genes for each cell type(cluster) and key candidate regulators during developmental stages of xylem cell differentiation. Our study generates a high-resolution expression atlas of wood formation at the single cell level and provides valuable information on wood formation.

关键词： differentiating trajectory differentiating xylem marker genes Populus alba×Populus glandulosa single-cell RNA-seq wood formation

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