Developmental Cell | 打破技术壁垒！学术资讯

来源：iNature

在高等植物中，受精结合了配子体和孢子体世代。在两代之间的进展过程中，发育的遗传控制经历母体 - 合子转变（MZT），代表从母体基因组控制到合子基因组控制的转变。在此过程中，母体和父体基因组之间发生复杂的组合和相互作用，这对于理解受精卵发育和促进胚胎发生的分子机制至关重要。在开花植物中，对MZT的了解仍然是分散的。由于技术限制，特别是卵细胞和受精卵分离的挑战，尚未实现涵盖早期胚胎发生的所有阶段的完整转录组分析。

2019年5月9日，武汉大学生命科学学院孙蒙祥团队在Developmental Cell上发表题为“Two-Step Maternal-to-Zygotic Transitionwith Two-Phase Parental Genome Contributions”的文章。在这项研究中，研究人员克服了技术限制，实现了对早期胚胎发生的转录组分析。因为MZT不仅意味着合子基因组的转录活性，而且胚胎的命运由合子基因组控制，研究人员还评估了从头转录本在合子发育和早期胚胎发生中的作用。

为了研究亲本对合子基因组的贡献，将来自Col-0和Ler拟南芥之间的相互杂交的受精卵分别解剖并进行RNA-Seq。球形和伸长的受精卵中可检测基因的数量范围为10,500至13,500，其具有信息性单核苷酸多态性，可用于区分转录本的起源并且足以用于分析基因组规模的父母贡献，结果表明转录组数据没有来自胚乳和种皮的RNA。

为了研究这些表达谱是否与发育阶段相关，检索每种细胞类型的转录组数据用于进一步的UHC和主成分分析（PCA）。 UHC分析揭示了发育调节的聚类。将所有样品聚集成五个独立的组：EC，Zy14，Zy24,1C和32C。 PCA结果显示PC1和PC2足以将这些样品分成相同的五组。将处于相同发育阶段的细胞聚集在一起，进一步证实了RNA-seq数据的高可靠性。

MZT是植物和动物的重要发育转折点。在植物中，MZT的时间和亲本对合子转录组的贡献仍不清楚。在该研究中，通过克服技术限制，研究人员在多个阶段表征拟南芥卵细胞，受精卵和胚胎转录组。使用这些数据集，证明MZT发生在受精卵发育期间，并且是快速母体转录物降解随后大规模从头转录的两步相互关联的过程。父母对合子转录组的贡献是阶段依赖性的：球形受精卵的特征在于母系主导的转录组，而延长的合子转录组显示相等的亲本贡献。研究结果表明，植物MZT与动物相似，显示了典型的两步过程，合子基因组激活是受精卵伸长和分裂所必需的，表明从头转录本对于合子极性和胚胎发生促进的建立至关重要。

来源：Plant_ihuman iNature

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