基于液氮研磨法的流式细胞术检测马铃薯倍性的研究

染色体组倍性鉴定是马铃薯种质资源评价的重要内容,流式细胞仪能够快速、准确地对细胞核DNA含量进行测定,从而广泛用于检测植物染色体组倍性。建立适于马铃薯倍性鉴定的高通量流式细胞术体系,对马铃薯育种工作提供依据。以20份马铃薯合作88孤雌诱导后代为材料,用液氮研磨法制备叶片细胞核悬液,并将其与传统刀片切碎法制备的细胞核悬液进行比较,对已知四倍体马铃薯合作88和二倍体马铃薯IVP101进行染色体倍性测定,结果发现这两种方法在倍性测定结果之间无明显差异,但是液氮研磨法操作简单、耗时少。基于液氮研磨法的流式细胞术可快速、准确检测其倍性。另外,在液氮研磨法中,对细胞核悬液染色时间的长短(从15 min到12 h)并不会影响倍性测定结果,从而方便研究人员在实际操作中灵活选择染色时间。     

利用流式细胞仪测定鬼针草基因组大小

鬼针草(Bidens bipinnata L.)是国内一种重要的药用植物,同时也是镉超富集植物。本研究采用OTTOⅠ细胞核提取液配方和PI荧光染料,以鬼针草嫩叶为实验材料,以基因组DNA含量已知的番茄(Solanum lycopersicum)为对照,运用流式细胞术对鬼针草基因组大小进行了测定。结果表明,鬼针草基因组大小约为4 650.674 73 Mbp,按1 pg DNA=0.978×10~9 bp来计算,鬼针草的基因组DNA总量约为9.51 pg。本研究探索了用流式细胞仪分析鬼针草基因组大小的方法,所测得数据可为鬼针草的基因组学研究提供参考。     

基于流式细胞术的乌饭树核DNA含量(2C-值)测定

核DNA含量(2C-值)是描述植物生物多样性的一个重要特征参数。该研究利用流式细胞仪检测越橘属植物乌饭树核DNA含量,建立了适合乌饭树的流式细胞术测定方法:以野生乌饭树的嫩叶为材料,以已知核DNA含量的水稻品种‘日本晴’为内标,采用GPB解离液,细胞核悬液加入50μL獉mL-1碘化丙啶染色5 min即可上机检测。结果表明:(1) 9个乌饭树单株的核DNA含量平均值为(1.22±0.03) pg,最小值为1.18 pg,最大值为1.27 pg。(2)检测结果与已知的越橘属二倍体植株的2C-值含量相似,且不同地理来源的单株DNA含量没有显著差异(P0.05),推测这9个单株为二倍体植株。(3)测定的乌饭树核DNA含量(2C-值)可丰富越橘属植物的C-值库;基于流式细胞术建立的乌饭树核DNA含量测定方法可为该属其他植物的相关研究提供借鉴。     

巴西橡胶树栽培种质基因组C值测定和变异分析

为了解巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)栽培种质的变异情况,以53份在云南植胶区综合性状表现较好的巴西橡胶树栽培种质为材料,采用流式细胞术测定了基因组C值,并进行了变异分析。结果表明,浅绿色嫩叶是巴西橡胶树流式细胞术测定的最适样品。53份巴西橡胶树栽培种质的细胞核DNA含量和基因组C值存在一定差异,基因组的平均C值是1.531 696×109 bp,最小的是CRTG-272种质(1.465 908×10~9 bp),最大的是CRTG-83种质(1.600 381×10~9 bp),变异系数较小(CV=0.035 5)。53份巴西橡胶树栽培种质中有47份为二倍体,6份为三倍体。在已测定基因组大小的40种大戟科(Euphorbiaceae)植物中,基因组大小变异较大(CV=1.248 6),与"C值悖论"观点相一致。因此,应用流式细胞术能快速、准确地测定巴西橡胶树细胞核DNA含量、基因组C值和染色体倍性。     

适合流式细胞仪分析的小麦细胞核提取方法比较

为制备供流式细胞仪分析的高纯度小麦细胞核悬液,以冬小麦"临优2018"为材料,分别采用酶解法和直接剪切法对其幼苗的细胞核进行提取,对所得到的细胞核在形态结构和数量等方面进行了分析和比较,根据其优缺点优化出最适合流式细胞仪分析的小麦幼苗细胞核的提取方法。结果显示:在直接剪切法所用的3种细胞核提取缓冲液中,MgSO4缓冲液的提取效果最好,细胞核形态及内部结构完整,且得到的细胞核量多;OttoⅠ对细胞核的提取效果显著,但是在加入OttoⅡ后细胞核破裂明显;Tris.MgCl2缓冲液提取的细胞核数量较少;酶解法制备的细胞核悬浮液中杂质较多,且需时较长。结果表明采用MgSO4提取缓冲液的直接剪切法是适合流式细胞仪对小麦幼苗DNA含量的分析。     

从植物细胞核分离大分子量核DNA

研究了从植物中分离百万碱基对级大分子量核DNA的方法。该方法利用差速离心分离植物细胞核,经低熔点琼脂糖块或低熔点琼脂糖微珠包埋,蛋白酶K原位裂解后制备大分子量核DNA。结果表明,选择不同生长时期的材料和不同的包埋细胞核方式对大分子量核DNA的制备有很大的影响,由黄化苗或幼嫩的绿叶为材料分离细胞核,进行胶块包埋是制备大分子量核DNA的最佳条件。利用该法获得的DNA分子量在200kb－5．7Mb之间,主要集中在2．2～5．7Mb之间;每一胶块DNAE量为18～20μg。与包埋原生质体制备大分子量核DNA的方法相比,该方法获得的DNA纯度较高,去除了大部分细胞器DNA的污染;易于被限制性内切酶部分和完全消化,其消化结果具可重复性。该方法操作简单、适用植物种类广泛,用该方法从水稻（OryzasativaL．）、苹果（MaluspumilaMill．）、大豆（Glycinemax（L．）Merr．）、玉米（ZeamaysL．）等多种植物材料中成功地制备了大分子量核DNA。该方法制备的核DNA适用于植物的脉冲交变电泳基因组分析和构建人工细菌染色体文库和人工酵母染色体文库。     

小麦根尖细胞分化过程中DNA,RNA和蛋白质含量变化的研究

小麦(Triticum aestivum L.)种子在25℃条件下萌发3d,根生长至1～2cm长时,于双筒解剖镜下严格切取根分生区、伸长区和成熟区。用专一性荧光染料Hochest33258、Pyronin G和FITC分别染细胞核DNA、RNA和蛋白质,并用自动图像分析技术和细胞荧光测定术分别测定三个区中各125个细胞核DNA的相对含量和各100个细胞中RNA和蛋白质的相对含量。核DNA相对含量随着根尖细胞分化的进程,DNA含量递增,成熟区细胞中含量最高。RNA的相对含量则与之相反,在分生区细胞中含量最高,成熟区细胞中含量最低。蛋白质的相对含量则在伸长区细胞中最高,分生区细胞中最低。讨论了根尖细胞分化过程中DNA、RNA和蛋白质三者之间变化的一些内在联系。     

流式细胞仪检测高等植物细胞核DNA含量的方法

相对于动物和微生物而言,流式细胞术在植物科学上的应用会因植物组织与细胞(如细胞壁、中央液泡、特殊细胞器等)的特殊结构以及次生代谢产物等特殊成分,造成样品在前期处理、染色及测试等方面的困难,甚至导致检测失败或结果不准确。笔者在长期运用流式细胞仪测试工作中,积累了大量的植物样本检测经验,并参考国内外相关文献,总结出从植物取材、样品制备到植物细胞核DNA流式检测的方法和技巧,可为植物科学研究者及从事流式细胞检测的技术人员提供实验参考。     

倍性复杂植物的2种倍性鉴定方法的建立及应用(专题约稿）

研究以猕猴桃属内不同植物的幼嫩叶片为材料,利用流式细胞术和全基因组SNP(single nucleotide polymorphism)位点杂合子等位基因深度比率(heterozygous allele depth ratio)分布2种方法进行猕猴桃倍性鉴定。对取样叶片的生长状态、防止细胞核黏连的PVP(聚乙烯吡咯烷酮)浓度、滤网目数及过滤次数、不同倍性样本全基因组SNP分型的参数调整等因素进行探索。结果表明,流式细胞术检测中取未展开的幼嫩叶片获得完整细胞核的数目最多;5%PVP对减少细胞核之间的黏连最适宜;500目滤网过滤3次效果最好。SNP的分型主要与模拟基因组的组装质量和过滤识别SNP的参数设置有关。流式细胞术鉴定倍性的关键技术是使用未展开的幼嫩叶片以保证足够数量的完整细胞核及减少细胞核之间的黏连。同一植物材料的染色体倍性在60Co-γ辐照处理前后未发生改变。全基因组SNP位点杂合子频率分布图判断的倍性与流式细胞术鉴定结果一致。2种鉴定结果可以相互验证,使倍性的判断变得更加准确,为加快猕猴桃育种提供了基础。     

新疆伊犁河鲫鱼遗传多样性初步研究

为了解我国西北地区野生鲫鱼的遗传多样性,鲫鱼样品从新疆伊梨河中采用小型拖网捕获。通过解剖观察性腺鉴定性别;采用碘化丙啶（PI）染色,经流式细胞仪测定血细胞核DNA含量;采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,考马斯亮蓝染色分析血清转铁蛋白多态性。结果表明：新疆伊梨河鲫鱼群体为具雌、雄的两性个体的群体;伊犁河鲫鱼血细胞核DNA平均含量为(5.315±0.215) pg/个细胞核,血细胞核DNA含量约为二倍体彩鲫DNA含量的1.53倍,与银鲫血细胞核DNA含量相当;在所采集的鲫鱼样品中共发现9种转铁蛋白表现型, 由7个等位基因调控,等位基因频率依次为Tf a0.063、Tf b0.063、Tf f0.095、Tf g0.169、Tf c0.174、Tf e0.175和Tf d0.270。基因型频率分别为Tf cd0.043、Tf cdf0.043、Tf abdg0.043、Tf def 0.087、Tf ce0.13、Tf de0.13、Tf df0.13、Tf abeg0. 13和Tf cdg0.26。综合分析,伊犁河现存野生鲫鱼为银鲫,且具有两性融合生殖能力。伊犁河鲫鱼表现出的遗传特性可能与该特定水环境有关。     

水稻中期染色体和DNA纤维的高效制备技术

水稻中期染色体和DNA纤维制备是水稻分子细胞遗传学研究中的关键技术。目前,这两个技术还有很多不足,该研究建立了高效制备水稻中期染色体和DNA纤维的方法。该方法制备的染色体,分裂相多、杂质少、背景清晰、染色体分散且形态好,水稻根尖分生组织细胞的分裂指数高达25％。植物细胞的细胞壁是制备DNA纤维的最大障碍,所以必须先提取细胞核,然后裂解细胞核释放出DNA纤维。在这个研究中,还建立了一个用刀切法分离细胞核,进而用SDS裂解核膜,用载玻片拖出DNA来制备水稻DNA纤维的方法。该方法制备的DNA纤维多呈平行的细线,背景清晰,伸展的程度均匀,适合于原位杂交。     

正常人及不育者精子核DNA的定量研究

用流式细胞术,Feulgen显微分光光度法,荧光显微分光光度法测定正常人精子核DNA相对含量:结果表明,上述方法所测得的精子核DNA相对含量稳定,变化范围小。同时用Feulgen显微分光光度法测定不育者精子核DNA相对含量。显示不育者精子核DNA相对含量高于正常人,提示精子核DNA核蛋白复合物异常可能是某些男性不育症的原因。此项研究为诊断男性不育症提供了新方法,在男性学精子核分子研究方面提供了依据。     

基于核酸定量的核质分离质控方案

目的:拟建立一种方便快捷、经济有效的细胞核质分离鉴定方法。方法:本研究从DNA水平进行核质分离鉴定,选择GAPDH、ND1分别作为细胞核和细胞质标志基因,并根据GAPDH及ND1序列保守区设计引物,基于荧光定量PCR方法定性检测核质分离的效果。随后将本鉴定方法应用于其他种类细胞(BEAS-2B细胞、GT1-7细胞)及组织(小鼠心脏、肝脏、大脑)的核质分离鉴定。结果:在293T细胞应用该鉴定方法鉴定核质分离效果,结果显示:GAPDH、ND1在核组、质组中的含量存在明显差异,其中核标志基因GAPDH在细胞核中的比例达到了95%以上,质标志基因ND1在细胞质中的比例也达到了90%左右,这与从RNA水平及蛋白水平鉴定核质分离的结果一致。在其他种类的细胞(BEAS-2B细胞、GT1-7细胞)及组织(小鼠心脏、肝脏、大脑)应用该方法结果显示:细胞核组分中质标志基因ND1含量比293T细胞的有所增加,但仍可以实现核质分离鉴定。结论:本研究所建立的核质分离质控方法可以实现从DNA水平进行核质分离的鉴定,该方法更加经济、快捷。     

大鼠成骨细胞特异单链DNA适配体的筛选与鉴定

目的:筛选能特异识别大鼠成骨细胞的单链DNA(ssDNA)适配体并对其进行鉴定。方法:利用完整细胞为靶标的消减细胞SELEX技术筛选大鼠成骨细胞特异ssDNA适配体,通过荧光显微镜、流式细胞术、基因克隆测序、MEME在线软件和RNA structure分析软件,分析适配体的一、二级结构,并对筛选得到的适配体进行鉴定。结果:经过6轮消减细胞SELEX筛选,荧光显微镜鉴定文库已富集;通过流式细胞术检测及测序分析,得到2条适配体L54和L66与大鼠成骨细胞特异结合,其平衡解离常数分别为494.4±133.3和511.4±160.7 nmol/L。结论:筛选获得特异识别大鼠成骨细胞的ssDNA适配体。     

濒危植物七子花DNA的提取及分析

用不同的方法抽提濒危植物七子花嫩叶DNA ,利用紫外分光光度法对其质量进行鉴定 ,以紫外分光光度法及琼脂糖凝胶电泳 -溴化乙锭染色法对其含量进行双重测定 ,显示适合七子花DNA抽提的最佳方法是改进的SDS法 ,该法适合RAPD分析。用此法对七子花植株不同器官的DNA进行抽提 ,其含量分别是 :嫩叶 >枝芽 >老叶 >嫩茎 >老茎。     

应用MPV—2型显微分光光度计测定真菌分生孢子细胞核的DNA含量

准确测定真菌分生孢子细胞核的DNA含量,是研究真菌遗传学和细胞化学的重要手段。过去,测定真菌孢子细胞核DNA含量的方法,大多采用常规的生物化学方法,通过提取孢子内的DNA物质,进行测定。但是,这种测定方法对真菌来讲,往往由于难以准确核计被测定孢子的数目,且提取孢子内的DNA步骤繁     

斑鳢、乌鳢及其杂种细胞核DNA流式含量分析

以斑鳢(Channa maculata)、乌鳢(C.argus)及其正交杂种斑乌鳢(斑鳢♀×乌鳢♂)和反交杂种乌斑鳢(乌鳢♀×斑鳢♂)的红细胞为材料,以鸡(Gallus gallus)血细胞为DNA标准(2.5 pg/2c,2c指2倍体),采用流式细胞仪测定了这4种鱼的细胞核DNA含量。斑鳢、乌鳢、斑乌鳢及乌斑鳢这4种鱼血细胞DNA的绝对含量分别为(1.488±0.035)pg/2c、(1.489±0.034)pg/2c、(1.522±0.077)pg/2c和(1.520±0.033)pg/2c。斑鳢和乌鳢的细胞核DNA含量差异不显著(P0.05),斑鳢和乌鳢与两种杂交鳢的DNA含量差异显著(P0.05),两种杂交鳢之间的细胞核DNA含量差异不显著(P0.05)。杂交鳢细胞核DNA含量显著高于亲本,可以作为杂种鉴定的依据。     

杨柳科植物倍性测定不同解离缓冲液效果比对分析

多倍体育种是杨柳科植物育种的重要手段,利用流式细胞仪可以对植物的倍性进行检测,然而解离缓冲液选择是否合适对检测结果有重要影响。本研究利用不同缓冲液对杨柳科植物叶片进行了解离,然后用流式细胞仪测定了解离细胞核的前向散射光(FS)、侧向散射光(SS)、相对荧光强度(FL)、G_0/G_1期峰的变异系数(CV)以及背景碎片系数(DF)等参数。结果比对分析表明,SLB-3缓冲液解离出的细胞核DNA平均荧光强度高、变异系数小,同时对所有被测物种均有较理想的解离效果,是利用流式细胞仪测定杨柳科植物倍性的理想解离缓冲液。SLB-3解离缓冲液的配方为:0.5 mmol·L~(-1)四盐酸精胺,30 mmol·L~(-1)柠檬酸钠,200 mmol·L~(-1)Tris,80 mmol·L~(-1)KCl,0.5%(v/v)Triton X~(-1)00,p H7.5。通过研究,我们建立了利用FCM测定杨柳科植物倍性的实验体系,为杨柳科植物多倍体育种提供了可靠的实验技术手段。     

流式细胞仪检测中细胞DNA样品制备的探讨

为了获得适合流式细胞仪检测的样品,通过碘化同啶标记和流式细胞仪对食管癌细胞内DNA含量分布进行分析,在不同的时间内对血液中淋巴细胞内DNA含量的测定结果进行研究。结果显示：结构完整的细胞DNA的荧光点图形成二倍体,四倍体的区域。组A各样品具有良好一致性,1～3天内差异小;组B各样品差异较大,因此细胞的完整性是DNA含量检测的基本条件,细胞经PI染色后若不能及时检测,可避光、4℃放置1～3天仍可获得较理想的实验结果。     

流式细胞术的发展及在植物研究中的应用

流式细胞术是通过对液流中各种荧光标记的颗粒进行多参数快速高效的定性或定量测定的方法,在科学研究的多个领域发挥重要作用。然而,由于植物组织及细胞壁和次生代谢产物等细胞的特殊成分和结构,限制了其在植物研究领域的应用。本文在介绍流式细胞仪发展和组成分类的基础上,着重讨论了流式细胞术在植物领域的应用、研究进展及应用限制,进而展望该研究领域的发展趋势,为拓宽植物流式细胞术的潜在应用范围提供新的思考方向。