Adv Sci | 单细胞和空间转录组揭示玉米响应南方玉米锈病侵染的细胞类型特异性免疫调控网络

近年来，单细胞转录组和空间转录组技术的突破为植物与病原物互作研究带来了前所未有的精度提升。由多堆柄锈菌（Puccinia polysora）侵染引起的玉米南方锈病，是威胁全球玉米生产的重要病害。为解析玉米如何在不同细胞类型和组织层面协调免疫响应，河南省农业科学院粮食作物研究所曹言勇团队等合作，在Advanced Science期刊发表研究论文，整合单细胞核转录组和空间转录组技术，构建了玉米应答南方锈病侵染早期的高分辨率时空转录图谱。研究首次系统描绘了8种主要叶片细胞类型在病原菌侵染过程中的转录动态，揭示了表皮细胞和叶肉细胞在早期免疫中的核心作用，并明确了不同细胞类型在免疫响应中的功能分工。通过共表达网络分析和细胞间通讯分析，提出了“两阶段防御重编程”模型。研究进一步挖掘并验证了ZmXET1和ZmRBG为玉米防御南方锈病的关键基因，其中ZmXET1负向调控抗病性，ZmRBG则正向参与防御响应。这一发现为玉米抗病育种提供了全新的分子靶点，也为未来精准设计抗病作物奠定了重要的理论基础。