近年来，茶树功能基因组学、茶叶特征次生代谢物的形成和调控机制等研究取得了显著进展。然而，目前茶树遗传转化体系的限制导致无法生成稳定转化的茶树植株，进而无法通过转基因手段获得基因表达的细胞类型信息，阻碍了茶树基因功能的深入研究。但是，了解基因表达的细胞类型对于揭示基因在生物过程中的功能至关重要。
2025年1月，Beverage Plant Research 在线了安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室题为A simple
and efficient in situ RT-PCR method
for detecting gene expression in specific cells of tea plant (Camellia sinensis) root 的文章。本文提出了一种适用于茶树体系的in situ RT-PCR（原位反转录聚合酶链式反应）检测方法，用以检测基因在茶树根中表达的细胞类型。原位RT-PCR整合了原位杂交和PCR技术的优点，从而能够对植物组织中的转录本进行原位检测，该检测方法不依赖于转基因手段也无需专门合成特异的检测探针。论文详细描述了该方法的实验步骤（图1）和注意事项，并以CsGL3、CsCAT2 和CsAAP4 在茶树根细胞中的表达模式作为应用示例（图2）。CsGL3 是表皮细胞标记基因AtGL3 的同源基因。在拟南芥中，AtGL3 在表皮细胞的成毛细胞中表达并参与调控拟南芥根毛的发育过程。原位RT-PCR的结果显示，CsGL3 在茶树根表皮细胞中表达并且呈现间隔分布，其表达模式与AtGL3 相似。CsCAT2是定位于液泡的茶氨酸转运蛋白，可能介导茶氨酸在茶树根部的储存。近期，我们通过 10 X单细胞转录组分析茶氨酸合成转运的细胞异质性，发现CsTSI 在茶树根中柱鞘细胞中特异性表达，CsCAT2 和CsTSI 在同一细胞簇中高表达。这意味着CsCAT2 可能也在中柱鞘细胞中表达，单细胞转录组分析还显示CsCAT2 也可能在皮层细胞表达。原位RT-PCR的实验结果显示，CsCAT2 在中柱鞘、皮层和内胚层细胞中表达，与单细胞转录组分析的结果一致。CsAAP4 编码一个在茶树根中几乎不表达的茶氨酸转运蛋白，原位RT-PCR的检测结果显示CsAAP4 也未在茶树根细胞中明显表达。然而，正如所有技术都有局限性一样，原位RT-PCR也存在一些不足，针对实验中可能出现的问题，作者进行了讨论并提出了建议。图1 原位RT-PCR流程
图2 茶树根细胞中基因转录本的原位RT-PCR检测
安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室为第一完成单位，平台实验师张书沛为通讯作者，博士生林世嘉为第一作者，安徽农业大学宛晓春教授和张照亮教授给予了论文工作的指导和帮助，硕士生胡晓涵参与了此项工作。本研究得到了国家自然基金委面上项目等的资助。
https://doi.org/10.48130/bpr-0024-0033相关推荐：
关于Beverage Plant Research
Beverage Plant Research 是一本开放获取的期刊，致力于传播饮料作物领域研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、评论和观点。主题范围包括但不限于饮料植物生物学、品质与化学分析、饮料植物与人类健康等。本刊由中国农业科学院茶叶研究所、中国茶叶学会与Maximum Academic Press联合出版，期刊主编由中国农业科学院茶叶研究所陈宗懋院士与美国农业部农业研究局张大鹏教授共同担任。目前期刊已被Scopus、CABI等国际知名大型数据库收录。
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