新的成像技术可以3D捕捉整个植物组织

植物内部的细胞生命与花朵一样充满活力。在每个植物组织中——从根尖到叶尖——都有数百种细胞类型传递有关功能需求和环境变化的信息。现在，索尔克科学家开发的一项新技术能够以前所未有的分辨率捕捉植物内部世界，从而为了解植物如何应对气候变化并培育出更有弹性的作物打开了大门。

这种称为PHYTOMap的方法可以捕获整个植物组织(如整个根尖)，而不是一小块切片，并提供对二维难以实现的细胞间复杂生物对话的洞察力。

该方法在2023年6月12日的NaturePlants上有详细介绍，研究人员期待PHYTOMap能够迅速在全球科学界得到普及。

“PHYTOMap使我们能够检查数十种植物基因，并了解哪些细胞表达这些基因、细胞如何相互影响以及组织结构如何影响这些细胞，”索尔克基因组分析实验室和霍华德休斯医学研究所所长约瑟夫埃克教授说。研究者。“然后我们可以使用这些答案来改良作物，预测植物对气候变化的反应等等。”

现有的成像技术只能观察一种植物组织中的少量基因，并且需要改变植物的基因构成(创建转基因品系)。PHYTOMap(基于植物杂交的基因表达图谱靶向观察的缩写)允许研究人员同时研究数十个基因，而无需对植物进行任何耗时的基因操作。

Ecker实验室的博士后研究员TatsuyaNobori说：“PHYTOMap能够在3D根尖的预期位置绘制出各种细胞类型特异性基因。”“现在，我们可以使用PHYTOMap来提出更复杂的问题，比如不同类型的细胞如何对彼此及其环境做出反应?”

除了功能强大之外，PHYTOMap还易于使用——所使用的技术相对标准，相关成本相对较低。

“有了PHYTOMap，我们将能够提出许多新的生物学问题。我迫不及待地想用这种方法看看植物如何与周围的微生物相互作用，”Nobori说。

“PHYTOMap使植物组织中的细胞可视化变得非常容易——无需改变植物的基因组成，无需用彩色标记标记细胞，”Ecker说，他也是索尔克国际委员会遗传学主席。“我很高兴看到PHYTOMap如何推动了解正常发育过程中和各种环境条件下的植物基因调控，以及它如何为农业优化提供信息。”

未来，Ecker实验室将使用PHYTOMap更好地了解各种植物组织中细胞群的调节，最终设计出更能适应气候变化的作物。