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流式细胞仪是一种非常便捷高效的检测细胞或微粒的工具,在植物学研究的许多领域都发挥了极其重要的作用。流式细胞术可用于DNA含量[1]和染色体倍体的检测[2],此方法方便、快速,但前提是要制备出完整的细胞核含量比较高的悬浮液,流式细胞仪检测生物的要求是细胞核必须是单个的细胞悬浮状态[3],优质的细胞核悬液标准就是细胞碎片少、杂质少、较多完整的细胞核、便于检测,而优质细胞核获得的关键就在于选择合适的细胞核缓冲液。前人研究发现:动物和植物制备细胞核悬浮液的方法差别很大,相比之下,植物要复杂很多,因为植物细胞有细胞壁,有的组织还含有叶绿体、液泡等,而且不同生长期的植物细胞中代谢产物也会有所不同。另外,不同的植物种之间用到的细胞核解离液也不尽相同,甚至同一作物同一植株不同组织都需要不同的缓冲液[4-5]。目前,还没有一种对细胞核分离普遍适用的解离液,因此,找到适合每个作物或每个组织的缓冲液是比较重要的,可以为后人提供参考依据,减少此方面探索的时间。从细胞核碎片产生量及C V值大小等方面评估提取液的适用程度[6-7]。1、本实验中对玉米、黑麦草、栽培大麦和野生大麦4中作物的幼嫩叶片的解离液进行了研究对比,分别用了 OTTO解离液、Tris解离液、LB01解离液①和LB01解离液②,LB01解离液②比LB01解离液①多了β-巯基乙醇,这个试剂有助于裂解细胞。实验结果表明,最适合玉米的解离液是OTTO解离液,LB01解离液次之,Tris解离液几乎不能提取出完整的细胞核;最适合黑麦草的是LB01解离液①,不含β-巯基乙醇,其次是LB01解离液②,Tris解离液和OTTO解离液提取出的细胞核都非常少,荧光信号太弱,无法成峰。栽培大麦和野生大麦的最适解离液都是LB01解离液②,能形成比较高的清晰的峰图,基本都能显示2C和4C的峰图,大体无杂峰,DNA相对含量也较多,有较多的完整的细胞核,而且细胞的内部结构也较为完整,LB01解离液①效果稍微差一点,但是解离效果也不错,峰图清晰,杂峰也很少,Tris解离液能提取出少量的完整的细胞核,能形成小峰,细胞核含量相对较少,最不匹配的解离液就是OTTO解离液,制备的细胞核悬浮液里基本上没有完整的细胞核,不能以此作为大麦属的细胞缓冲液。另外,实验中只用了一种染色液,即PI染液,此染液是参照金亮[8]的方法。在实验步骤上设了两种方式,即直接剪切法Ⅰ和直接剪切法Ⅱ,Tris、LB01①和LB01②都采用直接剪切法Ⅰ,OTTO解离液采用的是直接剪切法Ⅱ,两种方法的区别主要在离心条件上,前者只有一次离心,条件为1000r/min,10min,4℃,后者经过两次离心,8000r/min,5min,4℃和 1 000r/min,5min,4℃,OTTO 解离液采用直接剪切法Ⅱ对玉米解离效果比Ⅰ的效果要好,而其他解离液都比较适合直接剪切法Ⅰ。结果发现:对玉米解离效果由好到差依次为OTTO、LB01①、LB01②、Tris;对黑麦草的解离效果由好到差依次为LB01①、LB01②、Tris、OTTO;对栽培大麦和野生大麦的解离效果由好到差依次为LB01②、LB01①、、Tris、OTTO,总结:玉米的最适解离液是OTTO,黑麦草的最适解离液是LB01①,栽培大麦和野生大麦的最适解离液是LB01②。2、供试野生大麦来源广泛,主要来自中东和地中海地区,如以色列、伊拉克、伊朗、土耳其等,材料品种多样,但品种种质较少,要想快速准确又不影响植株后续生长的情况下的检测完36个品种,用流式细胞术是最适方法,流式细胞术只需要0.1g-0.2g的新鲜叶片就可以完成检测,每个样品检测时间只需2—5分钟。从上述实验可知,最适野生大麦的解离液是LB01②,核酸荧光染料是PI染液,以玉米B73为外参,每个样品做三次重复,为了测定两种不同倍性的野生大麦,本实验利用了流式细胞术(FCM)进行快速检测野生大麦的DNA含量和倍性水平,实验中所用的野生大麦来源广泛,主要是中东及地中海地区,如土耳其、阿富汗、西班牙、伊朗等,这些材料中只有少量的四倍体,大部分都是二倍体。染色体倍性的确定在植物品种改良、生物进化、遗传育种、优良农艺性状的利用上都发挥着重要的作用[9]。准确测定植物倍性是发挥其重要作用的关键环节,植物染色体倍性的确定应遵循一定的原则,如准确度高、破坏性小、早期筛选、能用简单方法鉴定的就用简单方法等,能鉴定染色体倍性的方法主要有流式细胞术和染色体计数,染色体计数包括去壁低渗法和常规压片法,此方法虽然结果准确,但因为很多植物不易制片,很难得到真实结果[9]。流式细胞术是近几十年兴起的新技术,这项技术的优点在于快速、便捷、省时省力结果又准确。流式细胞技术能够快速、准确地测定细胞核DNA含量和染色体倍性[10-11],流式细胞术检测细胞核DNA含量等于是对细胞周期的检测,其中G1期的DNA含量可间接反映该细胞的倍性水平[12]。通过流式细胞术检测的36个品种全部都是二倍体,野生大麦的核DNA含量的变化范围是9.49—10.39pg,平均值是9.94pg。