苔藓植物是植物界最原始的类群之一，它们生长在湿润和昏暗的环境中，没有根、茎和叶等器官，也不能通过维管束进行水分和营养的运送。虽然苔藓植物在进化上具有重要性，并且具有相对简略的植株结构，可是人类关于其细胞类型组成以及老练和变老的轨道还知之甚少。近十年来，单细胞测序技能的加快速度进行发展为人们答复这样一些问题带来了关键。

  6月14日，《发育细胞》（Developmental Cell）在线宣布了中国科学院分子植物科学杰出立异中心研讨员王佳伟团队题为The maturation and aging trajectory of Marchantia polymorpha at single-cell resolution的研讨论文。该研讨以苔类植物地钱（Marchantia polymorpha）为形式，使用时刻分辩的单细胞转录组测序技能（time-resolved scRNA-seq）描绘了全球首张苔藓类植物的细胞图谱。该图谱提醒了地钱由休眠孢芽（dormant gemma）发育成为老练叶状体（mature thallus）的细胞类型动态改动轨道，并在单细胞分辩率下确认了叶状体的两个老练和变老轨道：即安排和器官沿中脉顶端（tip）至基部（base）逐步老练变老的空间变老轴（spatial axis）以及顶端分生安排活性随时刻逐步下降的时刻变老轴（temporal axis）。

  以地钱特有的油细胞（oil body cell）为例，接近中脉顶端分生安排区域的幼年期油细胞首要进行次生代谢化合物的组成作业，这些有毒代谢物的堆集是地钱抵挡昆虫取食的首要方法。跟着时刻的推移，叶状体基部的成年期油细胞则逐步转向进行光合作用，供给叶状体发育所需的能量。

  此外，研讨还观察到分生安排活性的下降与地钱营养繁衍器官孢芽杯（gemma cup）的构成严密相关，提示“优先把能量分配给繁衍以确保发生子孙”这一战略在地钱中相同存在，是一个陈旧且进化上保存的发育机制。

  该研讨不仅为其他苔藓植物单细胞图谱的制作供给了有利参阅，并且还为陆地植物细胞类型演化规则的研讨奠定了良好基础。此外，研讨人员在地钱单细胞图谱中发现了一些细胞类群特异性基因，这将为人们进一步说明地钱年纪进程的调控机理供给名贵的基因资源。

  相关研讨作业得到国家自然科学基金委基础科学中心项目、中国科学院战略性先导科技专项等的支撑。

  (A) UMAP展现地钱休眠孢芽（第0天）到老练叶状体（第31天）的单细胞图谱。图中每个点代表一个细胞，同一色彩代表同一细胞类群。图谱总计46136个细胞，共21个细胞类群。(B) UMAP展现孢芽和叶状体细胞类群的时刻改动轨道。6种色彩标识6个取样时刻点。图中能够正常的看到，单细胞转录组存在剧变（孢芽萌生）和突变（叶状体发育进程）的两种景象。(C) 地钱叶状体顶端和基部油细胞沿中脉老练和变老示意图。顶端幼年期油细胞发生很多有毒次生代谢产品，而基部成年期油细胞则转向进行光合作用。(D) 地钱叶状体的两条老练和变老轨道。图片上部示意图展现了地钱从休眠孢芽（第0天）到老练叶状体（第31天）的发育进程（注：叶状体形状与巨细随发育进程而逐步改动）。底部堆叠示意图展现了叶状体的两条老练和变老轨道，即沿着中脉逐步老练变老的空间变老轴以及坐落顶端分生安排的时刻变老轴。孢芽杯的构成能够导致叶状体顶端分生安排活性的下降。