单细胞组学技术是生物学领域最新研究前沿,特别是近年来广泛应用的单细胞转录组测序技术（sc RNA-seq）,主要用于揭示单个细胞内整体水平的基因表达等信息,准确反映细胞间的异质性,深入理解其基因表达与表型之间的相互关系。植物单细胞组转录组研究最近几年陆续出现。本研究针对植物单细胞组转录组数据分析关键问题——细胞类型注释,开展了用于细胞类型注释的标记基因分析。建立了一个多来源的植物细胞类型标记基因数据库,并通过植物细胞系（烟草BY2细胞系）单细胞测定,对影响细胞类型注释的酶解和细胞周期相关基因进行了分析和确定,最后利用本研究获得的标记基因进行了应用研究——对烟草叶片单细胞转录组数据进行了细胞类型（特别是腺毛细胞）注释。主要研究结果如下:1、植物细胞类型标记基因的分析:收录了已发表的来自传统实验验证、普通转录组测序（bulk RNA-seq）和单细胞转录组数据（sc RNA-seq）分析获得的植物单细胞标记基因;对已发表的植物sc RNA-seq数据进行重新分析,按照一个统一主流分析流程,获得各个细胞类型的标记基因。由此获得来自四种植物（拟南芥、水稻、番茄和玉米）的24,573个细胞标记基因。这些标记基因可用于注释上述植物15个组织的273个不同细胞类型。2、植物细胞类型标记基因数据库（Plantsc RNAdb）构建及其更新:基于上述获得的植物细胞标记基因,构建了一个全面的植物细胞类型标记基因数据库“Plantsc RNAdb”。该数据提供了标记基因检索、单细胞表达可视化、基因组浏览和同源基因搜索等,为植物单细胞转录组分析提供了重要基础数据和工具。在此基础上,本研究还进行了数据库更新。目前数据库（Release 2.0）收录了8个物种69,628个细胞类型标记基因,可以用于合计31个组织364种细胞类型的注释。3、植物细胞周期相关基因鉴定及其应用:许多因素会影响植物细胞注释准确性,例如植物单细胞组学研究中需进行原生质体酶解过程和细胞周期变化等。本研究通过对烟草BY2细胞系及其RNA-seq/sc RNA-seq测序和分析,通过排除酶解影响的基因（基于RNA-seq）,最终获得了896个细胞周期相关基因。通过与其他已知植物细胞周期相关基因保守性分析,共获得21个功能域相关基因。该数据将显著提升上述标记基因质量和细胞注释水平。4、植物单细胞标记基因应用案例——烟草腺毛细胞注释:利用本研究建立的植物单细胞标记基因数据库及其影响因子（如细胞周期和酶解）研究成果,作为一个应用案例,本研究开展了烟草叶片单细胞（单核）测序及其细胞注释。利用数据库的标记基因,可以清楚注释出烟叶细胞三种主要细胞类群（表皮、脉管系统和叶肉）。最重要的,我们注释出了烟叶重要细胞类型——腺毛细胞。准确的细胞类型注释是植物单细胞组学研究的基础和关键。本研究建立的植物单细胞标记基因数据库和影响细胞注释的相关基因（如细胞周期和酶解）研究成果,将为植物单细胞组学研究,特别是细胞类型准确注释发挥重要作用。