Single nuclei multiomics reveals the drought-driven gene regulatory atlas in Arabidopsis

拟南芥 生物 内胚层 基因调控网络 染色质 转录因子 细胞生物学 分生组织 转录组 WRKY蛋白质结构域 基因 基因表达调控 计算生物学 基因表达谱 遗传学 基因表达 突变体
作者
Jinbao Liu,Aqsa Majeed,Nilesh Kumar,Karolina M. Pajerowska‐Mukhtar,M. Shahid Mukhtar
标识
DOI:10.1101/2024.01.11.575118
摘要

The regulation of gene expression in plant responses to drought has been thoroughly investigated in previous studies. Despite this, a detailed understanding of the cell type-specific regulatory mechanisms, encompassing multi-layered biological processes, is lacking. In this study, we report the use of single-nucleus multiomic analysis in Arabidopsis seedlings in response to drought stress. Our single-nuclei RNA (snRNA) analysis delineated 14 distinct clusters representing major root and shoot cell types and discovered new cell type-specific drought markers. Integration of snRNA with single-nuclei ATAC (snATAC) data in leaf epidermis, root endodermis, and guard cells revealed accessible chromatin regions (ACRs)-linked genes predominantly enriched in pathways responsive to drought, heat, and light. Motif enrichment analysis and gene regulatory network (GRN) inference highlighted key transcription factors (TFs) and regulatory networks related to ethylene signaling pathways in endodermis as well as circadian rhythms in both endodermis and guard cells. Pseudotime analysis identified critical transcriptomic progression from metabolic process to stress response within three cell types. Overall, this study elucidates drought-related regulatory mechanisms in Arabidopsis at single-cell resolution, providing valuable insights into the fundamental regulatory events involved in stress responses. It also serves as a reference for future single-cell multiomic investigations in crop plants.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
紧张的谷槐完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
Alden发布了新的文献求助10
1秒前
充电宝应助Gabriel采纳,获得10
2秒前
攀攀发布了新的文献求助20
2秒前
田様应助TOW采纳,获得10
3秒前
美满的梦蕊完成签到,获得积分10
3秒前
东方学徒发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
烟花爆火花完成签到,获得积分10
4秒前
简单的雪晴完成签到,获得积分10
5秒前
sleepydoudou发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
7秒前
7秒前
bbb完成签到,获得积分10
8秒前
Dream发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
13秒前
zy发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
情怀应助乌拉挂机采纳,获得10
15秒前
lagzero发布了新的文献求助10
15秒前
xym发布了新的文献求助10
15秒前
CipherSage应助敏感的烧鹅采纳,获得10
15秒前
15秒前
糖炒栗子完成签到 ,获得积分10
16秒前
XXXXXX发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
深情安青应助baomidoudou采纳,获得10
19秒前
科目三应助好心秦采纳,获得10
19秒前
ZQY完成签到 ,获得积分10
20秒前
深情安青应助高高采纳,获得10
21秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
Organic Reactions Volume 118 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6455262
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8265912
关于积分的说明 17617515
捐赠科研通 5521476
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2904886
邀请新用户注册赠送积分活动 1881600
关于科研通互助平台的介绍 1724513