河南省2016年普通高校招生网上报名使用手册

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1、流式细胞仪在植物科学中的应用TheApplicationofFlowCytometryinPlantSciences摘要：流式细胞仪(FlowCytometry,FCM)的产生标志着对细胞进行定性、定量分析及分选时代的到来。自20世纪70年代发明以来，流式细胞仪已被广泛应用在生物学和医学的各个研究领域，创造了无数个里程碑式的发现，极大地推动着生物学和医学的发展和应用。流式细胞仪应用于植物科学(Plantsciences)领域38年来，在诸如植物细胞计数(Cellcount)、细胞核分析(Nucleusanalysis)、原生质体分析(Protoplastanalysis)、染色体分析(

2、Chromosomeanalysis)、植物细胞和染色体分选(Sortingplantcellandchromosome)、染色体文库构建(Chromosomelibraryconstruction)、细胞结构和功能分析(Cellstructureandfunction)、逆境植物学研究(Plantanti-stressbiology)、植物病理学(Plantpathology)、植物分类学(Planttaxonomy)、植物育种(Plantbreeding)等植物科学的各个领域都有着广泛的应用。接下来我们将对流式细胞仪在植物科学领域的研究方法、样品制备及应用前景等做一详细的介绍。一、

3、前言：流式细胞术是一种对处在液流中的细胞或其它生物微粒逐个进行多参数的快速定量分析和分选的技术。它集计算机技术、激光技术、流体力学、细胞化学、细胞免疫学于一体，按照细胞的物理或化学性质，同时具有分析和分选细胞的功能[1-3]。因而自1974年BD(Becton,DickinsonandCompany)公司研制出第一台商用流式细胞仪(FluorescenceActivatedCellSorting,FACSTM)以来，就在技术方法上不断推陈出新，使流式细胞仪在生物学和医学领域受到了广泛的应用。因此，流式细胞仪被誉为“实验室的CT”。BD流式细胞仪走进中国市场30年，也极大地推动着中国生物

4、医学领域的基础研究、产业化应用和公众健康。26流式细胞仪是测量染色细胞标记物荧光强度的细胞分析仪，是在单个细胞分析和分选基础上发展起来的[1-3]。它不仅可测量细胞大小、内部颗粒的性状，还可对细胞表面和细胞内抗原、DNA、RNA和蛋白质含量等进行快速检测并可分类收集[1-4]。流式细胞仪以其快速、灵活、大量、灵敏和定量的特色，广泛应用于血液学、免疫学、肿瘤学、药物学、分子生物学和细胞生物学等学科的基础研究及临床实践各个方面[1-6]。由于植物细胞自身的特性使得流式细胞仪在植物科学的应用稍稍滞后于血液学、免疫学等领域。但是流式细胞仪应用于植物科学38年来，在植物育种、生长发育、生理生态、

5、系统进化、分类等领域，分子、细胞、整体乃至系统生物学水平都有着广泛的应用[1-6]。二、流式细胞仪在植物科学中的研究方法2.1流式细胞仪参数简介流式细胞仪两个最基本的参数是前向散射光(Forwardscatter,FSC)和侧向散射光(Sidescatter,SSC)[1-2]。FSC和细胞直径相关，用来检测细胞大小，通常应用排除细胞碎片和样品中颗粒的干扰以及细胞状态分析。SSC感性细胞的折射率，通常用来反映细胞表面形态、细胞内颗粒大小及精细分布。综合FSC和SSC两个参数，即可对细胞大小、状态、活性等加以表征[1-4]。流式细胞仪另外一个重要的参数是荧光信号(Fluorescence

6、signals)。化学荧光染料、激光技术和单克隆抗体技术的发展和应用使得流式细胞仪的功能变得异常强大。细胞表面或胞内颗粒经荧光染料特异标记后就可以对其进行多参数，多层次的分析，使得对植物细胞多个参数同时进行综合研究成为可能。另外还可以根据细胞形态或标记染料的荧光信号对特定细胞进行分选，以便进行进一步的筛选和研究[1-5]。2.2植物细胞形态学(Cellmorphology)检测26根据植物细胞的FSC和SSC两个参数可以对细胞进行形态学分析。增殖中的细胞，细胞变大，表现为FSC和SSC均升高。而凋亡细胞一般都出现细胞膜皱缩、核解聚、凋亡小体形成、胞浆浓缩等形态学上的特点，凋亡细胞的典型

7、特征是前向角散射下降和侧向角散射升高[2-3,5]。2.3植物细胞周期(Cellcycle)测检测和细胞增殖(Cellproliferation)研究植物细胞周期在其生长发育过程中是严格调控的，因此对植物细胞周期及其调控方式的研究有着重要的生物学意义。流式细胞仪对细胞周期的分析主要是用Hoechst33258、Propidiumiodide(PI)或溴化乙锭(Ethidiumbromide,EB)对单个细胞DNA进行染色，对其DNA含量进行分析