转录组多组学在植物领域的应用为我们提供了深入了解植物基因表达调控网络的机会。通过综合分析不同层面的数据，我们能够揭示植物在特定条件下的生物学复杂性。
转录组多组学可用于分析mRNA的表达，揭示mRNA在植物生长、发育和应对逆境等方面的调控作用。这有助于理解基因表达的后转录调控机制。转录组多组学在植物研究中被广泛应用，例如揭示植物对逆境的响应机制、探究植物生长发育的调控网络、研究植物的免疫反应等。这为培育具有抗逆性、高产性和优良品质的新品种提供了理论支持。
总体而言，转录组多组学在植物领域的应用为我们提供了全面解析植物基因表达调控的工具，为理解植物生物学的复杂性和改良农作物提供了重要支持。
1.通过Cu/Fe层状双氢氧化物纳米颗粒喷洒提高莴苣产量
文献标题：Enhancing lettuce yield via Cu/Fe-layered double hydroxide nanoparticles spraying
发表期刊：Journal of Nanobiotechnology
影响因子：13.8
发表时间：2023.11
文章链接：DOI: 10.1186/s12951-023-02178-6
摘 要
层状双氢氧化物（LDHs）已被广泛应用于植物工程领域，如 DNA/RNA 转化和增强植物抗病性。然而，很少有研究探讨层状双氢氧化物对植物的直接影响及其作为纳米肥料的潜在用途。本研究通过在蔬菜上进行对比实验，评估了铜/铁层双氢氧化物纳米粒子（CuFe-LDHs）的保留能力。结果表明，CuFe-LDHs 在莴苣等叶菜类蔬菜中的保留率很高。表型分析表明，喷洒 10-100 μg/mL CuFe-LDHs 后，莴苣叶片的鲜重和干重都有所增加。利用 10 μg/mL 的最佳浓度，我们进行了进一步的实验，以阐明 CuFe-LDHs 促进莴苣生长的机制。结果发现，施用 CuFe-LDHs 对莴苣的生长有显著影响，并诱导生理、转录组和代谢组的变化，包括叶绿素 b 含量、净光合速率和细胞间二氧化碳浓度的增加，以及基因表达模式和代谢物谱的改变。这项工作提供了令人信服的证据，证明 CuFe-LDHs 可通过氢键有效吸附在莴苣叶片表面，促进莴苣生长，与相同浓度下的原材料相比，可减轻重金属离子的毒性，并从分子尺度揭示了叶菜类蔬菜对以下因素的反应
2.黄瓜腺毛状体器官发生和类黄酮生物合成的新参与者
文献标题：Novel players in organogenesis and flavonoid biosynthesis in cucumber glandular trichomes
发表期刊：Plant Physiology
影响因子：7.4
发表时间：2023.8
文章链接：DOI:10.1093/plphys/kiad236
摘 要
腺毛体（GTs）是植物表皮细胞的外植体，能分泌和储存专门的次生代谢物，保护植物免受生物和非生物胁迫，对人类具有重要的经济价值。拟南芥（Arabidopsis thaliana）形成单细胞、非腺体毛状体（NGTs），人们已经做了大量工作来了解其毛状体器官发生的分子机制，但对于多细胞毛状体植物的毛状体发育机制或次生代谢物的调控机制却知之甚少。在这里，我们鉴定了黄瓜（Cucumis sativus）GTs 中与GT器官发生和次生代谢相关的基因，并对其进行了功能表征。我们开发了一种有效分离黄瓜GT和NGT的方法。转录组和代谢组分析表明，黄瓜GT中黄酮类化合物的积累与相关生物合成基因表达的增加呈正相关。我们发现了 67 个与 GT 发育相关的基因，其中 7 个基因的功能通过病毒诱导的基因沉默得到了验证。我们通过过表达和RNA干扰转基因方法进一步验证了黄瓜ECERIFERUM1（CsCER1）在GT器官发生中的作用。我们进一步表明，转录因子TINY BRANCHED HAIR（CsTBH）是黄瓜GT中黄酮类化合物生物合成的核心调节因子。这项研究为多细胞GT次生代谢物生物合成的发展提供了深入的见解。
3.多层次调控大麦花序花前顶端退化的发育程序
文献标题：Multilayered regulation of developmentally programmed pre-anthesis tip degeneration of the barley inflorescence
发表期刊：Plant Cell
影响因子：11.6
发表时间：2023.10
文章链接：DOI:10.1093/plcell/koad164
摘 要
叶和花组织退化是植物的常见特征。在大麦（Hordeum vulgare L.）等谷类作物中，花前顶端退化（PTD）始于花序分生组织穹顶的生长停滞，随后是花原基和中轴的退化。由于其定量性质和对环境的敏感性，花序 PTD 是影响最终籽粒数的一个复杂、多层次的性状。在标准化的生长条件下，该性状似乎具有高度的可预测性和遗传性，与发育程序化机制相一致。为了阐明花序PTD的分子基础，我们结合代谢组学、转录组学和遗传学方法，证明大麦花序PTD伴随着糖耗竭、氨基酸降解和脱落酸反应，涉及衰老、防御和光信号转导的转录调控因子。基于转录组分析，我们发现编码 HD-ZIP 转录因子的 GRASSY TILLERS1 (HvGT1) 是花序 PTD 的重要调节因子。一个基因编辑的 HvGT1 基因敲除突变体延迟了 PTD，并增加了分化的顶端小穗和最终小穗的数量，这可能是增加谷物籽粒数量的一种策略。我们提出了一个导致大麦PTD的分子框架，对其进行操作可能会提高大麦和其他相关谷物的产量潜力。
参考文献
Wu H, Wan X, Niu J, Xu H, Zhang Y, Xue X, Li Y, Li Q, Lu T, Yu H, Jiang W. Enhancing lettuce yield via Cu/Fe-layered double hydroxide nanoparticles spraying. J Nanobiotechnology. 2023 Nov 11;21(1):417. doi: 10.1186/s12951-023-02178-6. PMID: 37950234; PMCID: PMC10638715.Feng Z, Sun L, Dong M, Fan S, Shi K, Qu Y, Zhu L, Shi J, Wang W, Liu Y, Song L, Weng Y, Liu X, Ren H. Novel players in organogenesis and flavonoid biosynthesis in cucumber glandular trichomes. Plant Physiol. 2023 Aug 3;192(4):2723-2736. doi: 10.1093/plphys/kiad236. PMID: 37099480; PMCID: PMC10400037.Shanmugaraj N, Rajaraman J, Kale S, Kamal R, Huang Y, Thirulogachandar V, Garibay-Hernández A, Budhagatapalli N, Tandron Moya YA, Hajirezaei MR, Rutten T, Hensel G, Melzer M, Kumlehn J, von Wirén N, Mock HP, Schnurbusch T. Multilayered regulation of developmentally programmed pre-anthesis tip degeneration of the barley inflorescence. Plant Cell. 2023 Oct 30;35(11):3973-4001. doi: 10.1093/plcell/koad164. PMID: 37282730; PMCID: PMC10615218.
