سنٹر آف ایکسی لینس ان مالیکیولر پلانٹ سائنس، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز میں وانگ ایرٹاؤ کے ریسرچ گروپ نے سدرن یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی میں ژائی جیسیان کے تحقیقی گروپ کے ساتھ مل کر نیچر پلانٹس میں ایک تحقیقی مقالہ شائع کیا جس کا عنوان ہے سنگل نیوکلئس ٹرانسکرپٹومس اسپیٹیو ٹیمپورل سمبیوٹک کو ظاہر کرتے ہیں۔ میڈیکاگو میں تاثر اور ابتدائی ردعمل۔ یہ پہلا مطالعہ تھا جس نے 24 گھنٹے ٹیوبرکل فیکٹر ٹریٹمنٹ کے دوران Tribulus Terrestris (Medicago truncatula) کے جڑ کے نظام میں سنگل سیل کی سطح پر مخصوص سیل کی اقسام میں جین کے اظہار کی تبدیلیوں کو حل کیا، اور انکشاف کیا کہ ایپیڈرمل اور کورٹیکل خلیات ایک اہم ری پروگرامنگ سے گزرے ہیں۔ ٹیوبرکل فیکٹر کے علاج کے بعد 30 منٹ کے اندر جین کا اظہار (یہ تبدیلیاں 6 گھنٹے کے بعد آہستہ آہستہ ٹھیک ہو جاتی ہیں)۔ اس مطالعے سے معلوم ہوا ہے کہ MtFER کا rhizobial symbiosis سگنلنگ رسپانس کے سنگل سیل ٹرانسکرپشن پروفائل میں MtLYK3 کے ساتھ ایک ہی اظہار کا نمونہ تھا، مزید یہ ظاہر کرتا ہے کہ MtLYK3 کے ذریعے فاسفوریلیٹڈ MtFER جڑوں کے بالوں کی نشوونما، مربوط مدافعتی نظام کو منظم کرکے سمبیوٹک نائٹروجن فکسیشن میں شامل ہوسکتا ہے۔ علامتی کلیدی جینوں کا اظہار۔
پھلیاں ریزوبیا کے ساتھ سمبیوسس میں رہتی ہیں، جو نائٹروجن کو نائٹروجن پر مشتمل مرکبات میں تبدیل کر سکتی ہیں جو پودوں کے ذریعے براہ راست استعمال کی جا سکتی ہیں، اس طرح پھلیوں کی نائٹروجن کی طلب میں زبردست کمی واقع ہوتی ہے۔ علامتی نائٹروجن فکسیشن کا قیام پودوں اور ریزوبیا کے درمیان باہمی شناخت پر منحصر ہے۔ نائٹروجن کی کمی کے تحت، پھلی کی جڑ کا نظام بین جڑوں میں فلیوونائڈز جاری کرتا ہے، جو ریزوبیا کو نوڈولیشن کے عوامل کو خارج کرنے پر اکساتا ہے۔ پھلی کی جڑ کا نظام نوڈولیشن فیکٹر کے سگنل کو محسوس کرنے کے بعد جڑوں کے بالوں کو کرلنگ، انویجینیشن لائن کی تشکیل، اور کارٹیکل سیل ڈویژن کو اکساتا ہے، جس سے rhizomes کی مورفوجینیسیس ہوتی ہے۔ پھلیوں اور ریزوبیا کے درمیان ایک علامتی تعلق کے قیام کے لیے پھلوں کے جڑ کے نظام میں ٹیومرجینک عنصر کے سگنل کے لیے مختلف خلیوں کی اقسام کے عین مطابق spatiotemporal اور spatial-specific ردعمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ ٹیم نے، اس پیچیدہ سگنل کی پہچان اور منتقلی کے دوران ٹرانسکرپٹوم میں ہونے والی متحرک تبدیلیوں کو حل کرنے کے لیے، ٹرائبلس الفالفا جڑوں کا ایک واحد خلیے کا ٹرانسکرپشن پروفائل بنایا جس میں 0.5 h، 6 h، اور 24 h شامل ہیں۔ ٹیومرجینک عوامل کے ساتھ علاج کے بعد، Zhai Jixian کی ٹیم کی تیار کردہ FlsnRNA-seq ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے (تصویر 1)۔ اس ٹائم سیریز کی بنیاد پر سنگل سیل ٹرانسکرپٹوم پروفائلز کی جانچ سے یہ بات سامنے آئی کہ تمام خلیوں کی اقسام میں علاج کے بعد جین کے اظہار کی اہم ری پروگرامنگ 0.5 گھنٹے پر واقع ہوئی، اور یہ خاص طور پر ایپیڈرمل اور کارٹیکل خلیوں میں واضح تھا۔ مختلف ٹائم پوائنٹس پر مختلف سیل کی اقسام میں خاص طور پر اپ ریگولیٹڈ اظہار شدہ جینوں کی شناخت کرکے، اس مطالعہ نے اسپیٹیٹیمپورل مخصوص ردعمل کے واقعات کا مزید تجزیہ کیا جو سمبیوٹک سگنلنگ کے اوائل میں رونما ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، پودوں کے دفاع سے متعلق جینز کے اظہار میں تقریباً تمام سیل اقسام میں 0.5 گھنٹے کے اندر علاج کے بعد ڈرامائی طور پر اضافہ ہوا اور پھر اس میں کمی واقع ہوئی، یہ تجویز کرتا ہے کہ علامتی عمل کے لیے پودوں کے مدافعتی ردعمل کو باریک اور متحرک طور پر منظم کیا جاتا ہے۔ مطالعہ نے سنگل سیل ٹرانسکرپشن پروفائلز میں ٹیومرجینک عوامل کے جواب میں MtFER اور MtLYK3 جینوں کے اسی طرح کے اظہار کے نمونوں کی نشاندہی کی، جو ایک ہی شریک اظہار ماڈیول میں واقع ہے جو معروف ٹیوموریجینک جینوں سے افزودہ ہے۔ متعدد تحقیقی آلات کو یکجا کرتے ہوئے، مطالعہ نے مزید انکشاف کیا کہ MtLYK3 کے ذریعے MtFER فاسفوریلیٹڈ پھلوں میں سمبیوٹک نائٹروجن فکسیشن کے عمل میں حصہ لے سکتا ہے تاکہ ریزوبیم کے عام حملے کو یقینی بنانے کے لیے نشوونما، مدافعتی، اور سمبیٹک کلیدی جینوں کے اظہار کو ہم آہنگ کیا جا سکے (جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ )۔
ایف ای آر کے عنوان سے ایک جائزہ مضمون نوڈ فیکٹر پاتھ وے سے ملتا ہے، جو نیچر پلانٹس کے اسی شمارے میں شائع ہوا تھا، اس نے مندرجہ بالا نتائج کو متعارف کرایا اور تحقیق کی اگلی سمت کا انتظار کیا۔
اس مطالعہ میں قائم کردہ ٹریبلس کلوور جڑوں کے سنگل سیل جین نقشہ کو ڈیٹا ریسورس ویب سائٹ (https://zhailab.bio.sustech.edu.cn/sc_میڈیکاگو) میں مربوط کیا گیا ہے تاکہ متعلقہ محققین استعمال کر سکیں، symbiotic نائٹروجن فکسیشن کے میدان میں بعد میں متعلقہ تحقیق کے لیے اہم ڈیٹا سپورٹ فراہم کرنا۔
تحقیقی کام کو چائنا کے نیشنل کلیدی ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ پروگرام، چائنا کی نیشنل نیچرل سائنس فاؤنڈیشن، گوانگ ڈونگ انوویشن اینڈ انٹرپرینیورشپ ٹیم پروجیکٹ، شینزین سائنس اینڈ ٹیکنالوجی انوویشن کمیشن، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز سٹیبل سپورٹ برائے نوجوان ٹیموں کی حمایت حاصل تھی۔ بنیادی تحقیقی پروگرام کے میدان میں، اور شینزین نیچرل سائنس فاؤنڈیشن۔ یونیورسٹی فار سائنس اینڈ ٹیکنالوجی آف چائنا (یو ایس ٹی سی) کے محققین نے مطالعہ کے ایک حصے میں حصہ لیا۔
سنگل سیل نیوکلیئر ترتیب کا استعمال کرتے ہوئے جڑ اور ریزوم کی نشوونما کے ضابطے میں MtFER کی شمولیت
