植物单细胞转录组数据库PsctH

作为所有生物体的基本组成部分，细胞在维持生命活动中起着至关重要的作用，而作为细胞异质性研究的重要工具，近年来单细胞转录组测序技术蓬勃发展，促使生物学研究进入单细胞水平的时代。然而，在植物学领域，单细胞的研究仍处于起步阶段，可用资源非常有限，且单细胞悬浮液（即原生质悬浮液）的制备和细胞簇的注释仍然是阻碍其研究的两大主要障碍。
近日，知名期刊Plant Biotechnology Journal在线发表了华中农业大学棉花遗传改良团队金双侠教授团队的篇题为《Plant Single Cell Transcriptome Hub (PsctH): an integrated online tool to explore the plant single-cell transcriptome landscape》论文，开发了植物单细胞转录组综合数据库PsctH，提供综合全面的单细胞Marker基因资源和单细胞研究的workflow。


PsctH主要包括植物单细胞悬浮液的制备手册，植物单细胞转录组分析流程的个性化定制，植物单细胞Marker基因资源和植物单细胞测序原始数据集四大板块，综合了单细胞研究的整个过程。

不同于动物细胞，细胞壁的存在使得植物单细胞悬浮液的制备更加困难。根据实验室前期原生质体解离实验经验，作者比较和评估了用于制备原生质体的不同方案，并提供了一套可行和高效的植物单细胞悬浮液制备手册，其中包括组织样品的制备和分离、酶解消化、纯化以及单个细胞完整性检测。同时，还提供了灵活的植物单细胞转录组（scRNA-seq）分析流程，包括质量控制、标准化、聚类和标记基因鉴定过程。同时考虑到单细胞研究的复杂性和大数据量，暂时并未提供相应的在线分析，而是通过配置关键参数以获得特定的R语言分析脚本。此外，还提供了配置数据分析的R环境文件（SingleCellCondaEnvironment.yml），研究人员可以通过conda再现单细胞转录组的分析环境，来运行之前获得的R脚本。
另一方面，由于缺乏有效的Marker基因资源，植物单细胞研究通常需要花费大量的时间来进行RNA原位杂交或报告基因的遗传转化来为细胞簇的组织类型鉴定提供可靠的实验证据。因此，作者通过收集目前植物单细胞研究，获取到来自5种植物（拟南芥、玉米、水稻、花生和番茄）的9个组织或亚组织的51种细胞类型的共计98个Marker基因（均经过RNA原位杂交或报告基因验证），并在PsctH的MarkerGeneDB栏目进行保存和展示。
此外，PsctH还提供目前植物单细胞测序原始数据集，植物单细胞文献的挖掘等功能。伴随单细胞研究的快速发展，数据库也采用定期跟新（包括新的功能和现有数据库内容，特别是Marker基因资源）的原则，也欢迎该领域研究人员提供相关资源和建议。