广东省中药协会,喜讯|协会中药质量控制与标准研究专委会主委省药检所李华团队与副会长单位广州中医药大学詹若挺/陈立凯团队联合发布广藿香单细胞图谱

2025年12月29日，广东省中药协会中药质量控制与标准研究专业委员会主任委员，广东省药品检验所李华团队与广州中医药大学詹若挺/陈立凯团队联合在Nature旗下期刊Communications Biology（中科院生物学一区Top期刊）发表题为“Construction of a single-cell transcriptome atlas for Pogostemon cablin embryoids reveals PcNAC048 as a dual regulator coordinating lateral root morphogenesis and patchouli alcohol biosynthesis”的研究论文。该研究首次构建了特色南药广藿香（Pogostemon cablin）胚状体单细胞转录组图谱，并挖掘鉴定双重调控因子PcNAC048，其同时参与调控侧根形态建成和广藿香醇生物合成。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s42003-025-09434-5）

该论文以芳香药用植物广藿香为研究对象，通过花药离体培养诱导其小孢子发育阶段形成球形、心形、鱼雷形和子叶形等不同阶段的体细胞胚胎，选取丰度较高的球形（GSE）和子叶形（CSE）体细胞胚胎进行单细胞RNA测序，构建了广藿香体细胞胚胎的单细胞转录组图谱，鉴定出叶肉细胞、表皮细胞等8种细胞类型，并通过拟时间分析重构了顶端分生组织细胞向表皮细胞的分化轨迹；进一步筛选出关键转录因子PcNAC048，经生物信息学分析、亚细胞定位、转基因实验、酵母单杂交、双荧光素酶实验及瞬时过表达与病毒诱导的基因沉默（VIGS）等实验验证，证实PcNAC048不仅能响应低温、盐、干旱等非生物胁迫，还可促进拟南芥侧根发育，同时通过与广藿香醇合成酶基因PcPTS的启动子结合并抑制其活性，负调控广藿香醇的生物合成。该研究不仅为广藿香的发育生物学研究提供了宝贵的单细胞数据资源，还揭示了一个全新的调控节点PcNAC048，为广藿香的种质创新及药用成分调控提供了重要理论支撑。

图2 广藿香球形体细胞胚（GSE）和子叶体细胞胚胎（CSE）的单细胞RNA测序。（A）scRNA-seq的简要流程图。（B）使用tSNE非线性聚类方法识别的12个细胞簇的可视化。（C）标记基因表达分布的气泡图。气泡大小反映了每个簇表达基因的百分比，而颜色表示簇中基因的归一化平均表达水平。（D）基于标记基因分析，通过tSNE识别的10个细胞簇（包括两个未知细胞簇）的可视化。在分化轨迹相关基因中，筛选出13个转录因子，其中PcNAC048（NAC家族转录因子）在基因调控网络中处于核心地位。该基因在表皮细胞分化过程中表达显著上调，且与广藿香醇合成关键基因（如PcPTS）的调控密切相关。

广东省药品检验所与广州中医药大学联合培养博士后王小兵为本文的第一作者，广州中医药大学陈立凯教授和广东省中药协会中药质量控制与标准研究专业委员会主任委员/广东省药品检验所李华主任中药师为该论文的共同通讯作者，广州中医药大学詹若挺教授参与了整项研究的实验设计与分析过程。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省农村振兴战略专项和广东省种子产业振兴行动项目的资助。广州中医药大学研究生葛晓瑾、吴带娣，广东省药品检验所杨志业主任中药师等共同参与了本项研究。