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　　为了在单细胞水平上表征玉米根系对硝酸盐的响应，研究人员对生长在硝酸盐+组和硝酸盐-组的培养液中的玉米根系单细胞转录组进行了分析。分析结果显示，在两组分组中，根尖细胞类型数量和比例组成相似，除根冠细胞外，其余细胞类型在两组中的相关性较高（图3B）。为了确定细胞类型特异性基因对硝酸盐的响应，每种细胞类型的细胞根据分组处理分成两个假定的cluster，两个cluster之间的DEGs认为是细胞类型特异性的硝酸盐反应基因。共确定出85个DEGs，其中上调基因48个，下调基因37个 (图3A-left）。与bulk RNA-seq相比，从scRNA-seq中得到的63个DEGs被bulk RNA-seq鉴定为硝酸盐反应基因。通过GO富集分析，在皮质中鉴定出的39个DEGs与非生物刺激、激素和信号转导有关（图3A-right）；表皮特异性标记基因与离子转运和代谢相关。两个硝酸代谢相关基因ZmNAR2.1 (硝酸盐转运蛋白/ZM001D017095) 和ZMGS2 (谷氨酰胺合成酶2 / ZM001D026501) 在硝酸盐+组根的表皮细胞中上调（图3C–E）。在玉米根部的分生区（MZ）细胞中，硝酸盐诱导了ZmNIR1 (亚硝酸盐还原酶1 / zm001d018161) 基因的激活（图3C, F）。

　　接下来，作者进一步针对拟时序轨迹中的基因表达模式进行分析。结果发现ZM00001D026163 (编码类伸展素蛋白/rgg144) 在皮质细胞中随着拟时序轨迹曲线的发展表达量逐渐上升（图4C）。为了观察表皮细胞 (根毛和表皮细胞) 的发育轨迹，作者采用slingshot算法进行分析，发现了起点相同的两个分支（图4D–F），这些细胞可以进一步分为四个亚群 （图4E）。拟时序轨迹起源于表皮细胞 (亚群1和2)，并逐渐以根毛细胞 (branch 1) 和成熟的表皮细胞 (branch 2) 两种分化的细胞类型结束（图4E）。将表皮和根毛的Marker基因映射到拟时序轨迹或者，结果显示在每种细胞类型中都有特定的表达（图4G–I）。为了进一步描述整个轨迹的基因表达模式，作者将表皮和根毛轨迹中最重要的100个基因进行聚类，并将其分为两个主要的基因簇。这两个分支的细胞表现出明显不同的基因表达模式（图4J）。虽然gene cluster1的部分基因 (底部) 倾向于在branch2中高表达，但整体表达模式并未表现出分支特异性。gene cluster2包含44个基因，这些基因优先表达在由根毛细胞组成的branch1中，并且这些基因在与生毛细胞分化和植物型细胞壁组织相关的GO中富集（图4J-right）。这些发现证实了根毛细胞由表皮细胞分化而来，反映了根表皮细胞分化过程中的转录重组，重现了根毛的发育过程。