空間轉錄組樣品大小及制備步驟

植物空間轉錄取材策略對于植物空間轉錄組取材是有一定要求的，其實葉片做空間轉錄組是有一定難度的，分享的文章來看馬齒莧的葉片具有一定厚度可以完成切片進行組織優(yōu)化測試，具有一定操作空間。植物組織需要滿足一些特性更容易完成包埋切片，優(yōu)先考慮幼嫩的組織，木質化程度較低，可以盡可能保證組織切片完整性和捕獲較多有效數(shù)據(jù)。接下來一起了解不同組織的特性和開展植物空間轉錄組需要注意的事項和策略。

1.?葉片

葉片是葉的主要組成部分，一般為綠色扁平體。植物葉片結構一般主要由表皮、葉肉、葉脈、氣孔構成。表皮包在葉的外面，通常為一層，在上面的叫上表皮，在下面的叫下表皮。在表皮細胞的外壁上有一層也是透明的且不易透水的角質層。表皮上這些成對的半月形細胞，叫做保衛(wèi)細胞。保衛(wèi)細胞之間的空隙叫氣孔，氣孔的開閉由保衛(wèi)細胞控制。葉肉由含有許多葉綠體的薄壁細胞組成，一般明顯地分為柵欄組織和海綿組織兩部分，構成龐大的通氣系統(tǒng)，作為光合作用的主要場所。葉脈就是生長在葉片上的維管束，它們是莖中維管束的分枝，葉脈主要對葉片具有支持作用。一般葉片厚度約為0.1~1mm,由于葉片的結構獨特性，無法滿足植物空間轉錄組取材要求，進行測試切片染色預實驗，所以葉片組織一般不作為植物空間轉錄組取材區(qū)域。但對一些特殊具有厚度的葉片，比如馬齒莧[1]多肉類葉片比較飽滿幼嫩，細胞致密，可以作為植物空間轉錄組取材研究目標。

2.葉芽

芽作為植物枝條、花或花序發(fā)育的原始體，其中葉芽的結構包括六部分，其中有芽軸、生長錐、葉原基、幼葉、葉芽原基和鱗片。芽軸也就是中央軸，是沒有發(fā)育的莖。生長錐也叫做生長點，是中央頂部的分生組織。葉原基是葉的原始體，是生長錐周圍的小突起。幼葉是將來會生長成熟的葉。葉芽原基是要形成葉芽的，而鱗片則是在芽外層的。葉芽又分為休眠芽和活動芽。葉芽作為植物初生幼嫩區(qū)域，特別是頂芽分生區(qū)域具有強的活躍性，可以觀察芽生長調控，這一類樣本比較適合開展空間轉錄組檢測。目前此類組織可以從組培苗、幼苗發(fā)育過程中獲取，根據(jù)研究目的可以選取休眠期的芽和活躍期的芽，例如Stefania[2]?等人研究挪威云杉雌球果發(fā)育空間基因表達特征，選擇8月的初始期、9月的伸長和發(fā)育期、10月的最終成熟和休眠期，從空間位置深度比較調控芽發(fā)育生長關鍵調控點。

?3.?莖

莖是植物體主體中軸部位，莖具有輸導營養(yǎng)物質和水分以及支持葉、花和果實在一定空間的作用。有的莖還具有光合作用、貯藏營養(yǎng)物質和繁殖的功能。莖根據(jù)植物類型主要分為兩大類：草本植物莖（主要有導管、篩管、形成層）和木本植物莖（主要有表皮、韌皮部、形成層、木質部、髓質）；按照莖的變態(tài)來分:有莖卷須、莖刺、根莖、塊莖、鱗莖、球莖等。目前來說一般莖的橫截面可以達到6.5mm2比較容易滿足空間轉錄組取材要求，對于一些研究上下層維管束運輸可以選擇縱剖切面作為研究區(qū)域，主要還是看莖的木質化程度和維管束空隙程度，其都會影響包埋切片的完整度，所以莖組織選材主要考慮發(fā)育時期，一般幼嫩時期的苗可作為優(yōu)先選擇的材料探索莖表皮到髓質或者形成層不同區(qū)域空間基因表達特征。

4.?花苞

花作為植物果實的發(fā)育體，具有一定繁殖功能。完整的花包括六個基本部分，即花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群。其中花梗與花托相當于枝部，其余四部分相當于枝上變態(tài)葉，合稱為花部。一般來說完整花朵形態(tài)體積都很大，基本上可以占據(jù)整個空間轉錄組芯片大小，但是完整盛開的花朵，其形態(tài)分散、體積過大，包埋空隙部分容易造成切片碎裂，所以一般花朵建議取花苞或者半開放形態(tài)期，可以完整包埋切片，觀察花不同區(qū)域空間基因表達特征。

5.?果實或種子

植物的果實按照植物類型大體分為兩大類：第一大類木本科植物果實（有果皮、果肉、種子），這一類的果實具有果肉部位，水分含量特別足，組織大小以及成分組織都不適合包埋切片；第二大類草本科植物（有果皮種皮、胚乳、胚芽、胚軸、子葉、培根），這類幼嫩的或者萌發(fā)種子，比如大豆、玉米、花生等體積大小適中，整個包埋切片可涵蓋整個組織區(qū)域，研究其萌發(fā)過程中涉及到調控空間基因表達特征。

6.?根
目前來看，植物的根在空間異質性也比較大，從成熟區(qū)、伸長區(qū)、分生區(qū)、根冠都存在不同的功能，但是幼齡的根直徑都比較小，橫截面一般都是1-2mm，能夠覆蓋的有效spot數(shù)很小，無法精準區(qū)分不同層空間位置定位，所以對于根來說，一般選擇縱剖切面更易充分利用芯片覆蓋度，得多足夠的有效數(shù)據(jù)進行闡述成熟區(qū)、伸長區(qū)、分生區(qū)、根冠空間基因表達特征。

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