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4008com云顶集团苹果果肉组织细胞质中钙的研究方法在线发表

时间:2020-06-17 来源:园艺研究

近日,Horticulture Research(《园艺研究》)在线发表了题为Loading calcium fluorescent probes into protoplasts to detect calcium in the flesh tissue cells of Malus domestica 的研究论文。4008com云顶集团园艺4008com云顶集团硕士研究生仇丽娜为本论文第一作者,4008com云顶集团园艺4008com云顶集团王永章教授和屈海泳副教授为论文的共同通讯作者。本研究受到国家重点研发计划项目“矮砧苹果高效栽培技术集成研究与示范”的资助。

本研究首次从成熟‘富士’(Malus domestica Borkh. CV. Fuji)苹果果肉组织细胞中通过酶解获取原生质体,在37°C(30 min)下将小分子荧光试剂装载到原生质体中,通过观察荧光显微镜检测果肉组织细胞质中的Ca2+。以目前最常用的Fluo-8/AM、Fluo-4/AM和Rhod-2/AM这3种荧光试剂进行果肉原生质体染色,采用Ca2+通道阻断剂La3+、Ca2+螯合剂EGTA、Ca2+载体A23187和Ionomycin,调节细胞内的Ca2+浓度,检测荧光值的变化。主要结果:(1)经FDA检测,酶解分离出的苹果果肉原生质体具有活性。(2)Fluo-8/AM等化学荧光试剂可以成功染色苹果果肉胞质中的Ca2+,当终浓度为5 μmol/L时荧光强度最强,且无‘区室化’现象。(3)La3+和EGTA处理,在25 min内荧光完全猝灭;A23187和Ionomycin处理原生质体在10 min时荧光强度达到峰值。此外,当La3+降低原生质体的荧光后,A23187可以恢复Ca2+荧光值。总之,Fluo-8/AM等小分子荧光探针可以染色苹果果肉胞质中的Ca2+,不会发生区室化,可以用于检测细胞质中Ca2+的时空变化。该方法可用于园艺植物组织细胞钙的研究。

钙既是植物所必需的矿质元素,又是细胞信号物质,在细胞内的分布呈现出复杂的时空动态变化。园艺植物的许多生理病害由Ca2+分布不平衡和代谢失调引起的,如苹果苦痘病、梨褐斑病、番茄脐腐病等,果实品质受损,经济效益下降。在苹果生产过程中,对幼果喷钙、采后浸钙等处理能增强苹果果实硬度,延缓果实衰老软化,延长存储时间,提高果实外观品质,然而也有研究结果表明钙处理对果实品质没有影响,也不能降低苹果苦痘病的发病率。这些研究结果之所以相互矛盾,主要原因是钙能否被果肉细胞吸收及其在细胞中的作用尚不清楚。Ca2+荧光呈像是最直观有效的研究细胞Ca2+的方法。对于不易建立稳定转基因植物,如苹果、梨等果树,采用小分子Ca2+荧光探针装载进入细胞,非常有利于研究细胞中Ca2+的分布和变化,但是小分子荧光探针容易发生‘区室化’现象,降低了他的可靠性。

     Fig. 1 Protoplasts were obtained by enzymatic hydrolysis.

  Fig. 2 Loading of three kinds of Ca2+ fluorescent dyes into the protoplasts from flesh cells.

  Fig. 3 Fluorescence changes in Ca2+ in the same protoplast within 25 min. Pictures were taken every 5 min.

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41438-020-0315-3

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编辑:薛春燕    阅读:0
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