植物组织

组织培养是重要的植物营养繁殖技术，也是基因编辑等现代农业分子育种技术得以应用的基础。20世纪50年代，由Skoog、Miller奠定的组织培养技术沿用至今（Symposia of the Society for Experimental Biology，11:118–130, 1957）。在两步法组织培养技术中，第一步是获取多能性（pluripotency acquisition），即利用高浓度生长素诱导外植体产生具有再生多种器官能力的愈伤组织；第二步是器官发生（organogenesis），即通过高浓度细胞分裂素诱导愈伤组织再生为芽，或通过低浓度生长素诱导愈伤组织再生为根。2010年，Meyerowitz实验室提出愈伤组织类似于根尖分生组织，开启了关于愈伤组织在细胞和分子层面的新认识（Developmental Cell，18: 463-471, 2010）。　　愈伤组织的器官再生能力是植物再生领域的核心科学问题之一，而尚未在分子机制方面得到合理解释。为什么愈伤组织能够在不同的激素诱导下再生为不同的器官，而普通体细胞却没有这样的能力？11月15日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心徐麟研究组的研究成果（Pluripotency acquisition in the middle cell layer of callus is required for organ regeneration）作为封面文章，发表在Nature Plants上，从单细胞和分子层面揭示了愈伤组织具有器官再生能力的机制。　　研究对拟南芥下胚轴产生的愈伤组织展开单细胞测序，确认了愈伤组织类似于根原基或根尖分生组织，大致分为三层：外层细胞类似于根尖的表皮和根冠；中层细胞具有根尖静止中心（quiescent center，QC）的特征；内层细胞类似于根尖的维管初始细胞。研究运用转录组比较分析、特征基因表达模式观察和细胞谱系追踪等方法，发现愈伤组织中层细胞与根尖静止中心QC有高度类似的转录组特征，也是根和芽再生的源头干细胞。在遗传表型方面，根尖静止中心QC的特征转录因子基因WOX5及其同源基因WOX7突变后，愈伤组织的器官再生能力下降；而WOX5/7过量表达可以使愈伤组织在低浓度细胞分裂素的情况下也具有芽再生的能力。分子层面的研究发现，WOX5/7至少通过三条通路促进愈伤组织中层细胞获取多能性：WOX5/7维持愈伤组织中层的干细胞属性；WOX5/7-PLT蛋白复合体能够激活内源生长素合成基因TAA1的表达，促进高浓度生长素的积累；WOX5/7-ARR12复合体能够抑制ARR5基因的表达，从而解除细胞分裂素的负反馈信号通路，达到细胞分裂素超敏感状态。　　根据上述结果，研究推测愈伤组织具有器官再生能力的原理。愈伤组织中层细胞具有干细胞特征，处于未分化状态。愈伤组织的中层细胞具有双激素信号高峰的特征，即同时具备高浓度生长素积累和细胞分裂素超敏感的双重特性。这两个特征使愈伤组织具有既能再生根又能再生芽的能力：当培养基中只含有低浓度生长素而不含有细胞分裂素时，愈伤组织由于积累了高浓度生长素而分化为根；当培养基中含有高浓度细胞分裂素时，愈伤组织的细胞分裂素超敏感状态使细胞分裂素能快速有效的激活芽基因的表达，从而发育为芽。而在已分化的体细胞中，生长素途径和细胞分裂素途径相互抑制，无法达到两种激素信号的双高峰状态，因而不具备器官再生的能力。　　研究工作得到国家自然科学基金、中科院、植物分子遗传国家重点实验室的支持。愈伤组织转录组数据和单细胞转录组数据可通过线上工具查询（http://xulinlab.cemps.ac.cn/）。　　论文链接

Spex SamplePrep Geno/Grinder® 是一种自动化的高通量植物和动物组织匀浆器和细胞裂解器，是专门设计用于快速细胞破裂、组织均质化的研磨仪，能够快速有效地提取核酸、蛋白质和其他分子。Geno/Grinder® 也是公认的优秀自动垂直震动组织研磨仪，是QuEChERS方法（Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe。近年来国际上最新发展起来的一种用于农产品检测的快速样品前处理技术）提取农药残留和其他有机化合物的理想工具。与传统的样品制备方法相比，它能够提高产量、提高提取效率和再现性。对于不同的样品类型，还可提供全套预填装样品瓶，以实现快速和简单的设置。✦ ++Spex组织研磨技术Spex SamplePrepGeno/Grinder® 全自动组织研磨仪配备可调节夹具，可容纳2 ml至50 ml离心管或多达6个深孔滴定板的全系列样品瓶。触摸屏控制面板带密码保护，用户可对运行时间、速率、周期和暂停时间等进行编程。Kryo-Tech的全系列配件可用于保存对温度敏感的样品，如蛋白质和RNA。► 典型应用典型应用：组织匀浆、DNA/RNA研究和提取、细胞裂解、农药残留提取、蛋白质和代谢物提取、生物燃料研究和QuEChERS。典型样品：动物组织、植物组织、细胞培养物、水果、中药、种子、酵母和微生物。► 优势一览小麦种子研磨前后对比图作为动物、植物、微生物样品研磨理想解决方案，Geno/Grinder® 具有如下显著优势：更高的吞吐量：同时摇动多达16个样本，而不是手动摇动2-4个样品。提高水果和蔬菜中农药残留的回收率：强力破碎作用是充分萃取的必要条件, Geno/Grinder 可轻松实现。研磨过程同一化：确保同一类型所有样品的处理条件相同，而手动摇动样品时无法保证处理程度相同。通用性——可适应各种管尺寸和形状。非常适合在室温和低温下研磨。我们为Geno/Grinder提供Kryo-Tech附件，适合您处理温度敏感型样品如RNA、蛋白质等。► 仪器选型Spex 1600 MiniG® 1600 MiniG® 是经济型组织研磨仪实验室理想解决方案之一：处理量较大、频率较高、价格较低。它配备了一个可调夹具，可容纳从2 ml至50 ml离心管或最多两个深孔滴定板的全系列样品瓶。它专为细胞裂解和组织匀浆而设计，可通过磁珠打浆实现核酸、蛋白质和其他感兴趣分子的快速高效提取。Spex 1200 Genolyte1200 GenoLyte® 是紧凑而强劲的组织匀质器和细胞裂解器。是现代实验室的理想解决方案。它配备了可更换样品瓶架，可容纳2 ml至12 ml多种类型样品瓶。专为快速细胞分裂、细胞裂解和通过珠打浆进行组织匀浆而设计，可快速有效地提取核酸、蛋白质和其他您感兴趣的组分。GenoLyte® 还可用于研磨更坚硬材料如土壤、岩石和矿物的研磨。Spex 1200C GenoLyte® 1200C GenoLyte® 温控型组织研磨仪是一款功能强大、紧凑、温度可控的组织研磨仪，非常适合DNA、RNA和蛋白质提取的样品制备。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 对于分析植物组织的元素组成，一般都会使用ICP-OES或ICP-MS进行检测， /strong 它们的优势很明显：前处理实现了标准化，仪器也提供了所需的灵敏度和准确度，且测量的过程也可以实现快速和自动化，分析肥料样品时也是如此。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 但在很多场景下，没有条件进行ICP的检测 /strong strong ，且ICP的另一个缺点便是化学废物 /strong ，消化样品需要大量的酸，污染环境且花费大量时间。 strong 因此，对于植物组织的现场快速检测，便携式能量色散XRF（EDXRF）是非常合适的工具。 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong /strong /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C256877.htm" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/32212f98-06f1-4b66-94ab-6d0e985d4616.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C256877.htm" target=" _blank" strong span style=" color: rgb(84, 141, 212) " 德国斯派克 SPECTRO XEPOS 能散X荧光光谱仪（点击查看） /span /strong /a /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 过去，EDXRF受精度限制，对某些关键的痕量元素的检出限不够低， /strong 无法满足很多需求高精度和低检出限的实验室研究。 strong 如今，基于数字信号处理和先进的检测器技术，EDXRF仪器对于植物组织中的某些关键微量元素，已经可以实现非常低的检出限，样品制备也非常简便， /strong 仪器操作简单，更加适合现场快速对植物组织和肥料的分析。 a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/75.html?SampleId=& IMShowBigMode=& IMCityID=& IMShowBCharacter=& SidStr=" target=" _blank" strong span style=" color: rgb(84, 141, 212) " （点击进入EDXRF专场，查看更多仪器） /span /strong /a /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C239457.htm" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/1cb82b6e-23cf-4716-8c5d-e277e4b3041e.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C239457.htm" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " strong & nbsp Niton XL5 手持式X荧光光谱仪（点击查看） /strong /span /a /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 在植物组织和肥料的各项成分中，微量元素和重金属的含量非常重要。 /strong 农作物想要实现高产，必须保证充足的营养成分（如磷、钾等）以及必须的微量元素（如铜、锌等）。同时，也要将可能有害的重金属（如铅、镉、镍、砷等）的含量维持在较低的水平，以避免其在土壤中累积并进入食物链中。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 2018年12月，欧盟决定对某些肥料引入有毒污染物限值进行限定，其中镉含量限值为60mg/kg，且为了限制植物对铀的吸收，德国环境署建议磷酸盐最高浓度为50mg/kg。 /strong strong XRF可以直接测定肥料中钾和磷的浓度，且它还适合作为检测微量元素含量的快速筛选工具。 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 表1 植物组织XRF推荐测试条件 /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/44d56850-7970-48db-8c7d-f212a626a7f9.jpg" title=" T1_web.jpg" alt=" T1_web.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 表2 肥料XRF推测测量条件 /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/6f625749-2fc4-45a3-8f2e-b5c62869c320.jpg" title=" T2_web.jpg" alt=" T2_web.jpg" / span style=" text-indent: 0em " & nbsp /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " a href=" http://www.spectroscopyonline.com/xrf-agronomy-applications-analysis-plant-tissues-and-fertilizers" target=" _blank" span style=" text-decoration: underline color: rgb(84, 141, 212) " strong 获取此方法准 /strong strong 确度检测等详细信息请点击此处 /strong /span /a /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 由于样品制备（特别是在分析粉末样品时）仅需少量工作，因此在 strong 没有配备ICP-OES或ICP-MS等其它基础设施的较小实验室中，可以使用EDXRF进行分析。 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " EDXRF对植物组织和肥料中主要元素和次要元素的含量可以精确地完成确定，对于需要检测大量样品的实验室，ICP检测可以更加自动化，较为有优势。因此， strong EDXRF非常适合样品通量低及中等的实验室。 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C113896.htm" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/391a9a4b-b793-4df1-941e-8521124b08ab.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" / /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C113896.htm" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " strong 天瑞仪器 EDX1800BS X荧光光谱仪（点击查看） /strong /span /a strong /strong br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 与此同时， strong EDXRF对一些关键痕量元素的检出限足以进行快速筛选分析，但其并非可以应对每种元素。 /strong strong 从德国联邦风险评估研究所的建议来看， /strong strong 铀的最大容许限量为每千克磷酸盐50毫克， /strong 肥料中的铀含量为2.5至5毫克/千克，达到2.5mg/kg。 strong 这意味着样品将达到& lt 1mg/kg的检出限，这对XRF来说是一个挑战。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em " strong /strong /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C279244.htm" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/6e893214-96c5-43d1-9a30-9f945182adee.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" / /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C279244.htm" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " strong 岛津 能量色散型X射线荧光分析装置 EDX-8100（点击查看） /strong /span /a strong /strong br/ /p