Анализ плоидности растении – просто и легко с 7S, BioSino

Определение плоидности различных организмов от бактерии до млекопитающих проводится с помощью проточного цитометра.

Количество полного набора хромосом в ядре клетки (одноклеточного или многоклеточного организма) определяет – плоидность, а изменение числа хромосом, их увеличение – полиплоидию. Полиплоидия распространена как в растительных, так и животных организмах. Если увеличение числа хромосом в растительных клетках представлено трижды (3n), то это триплоидые растения, четырежды (4n) – тетраплоидные, пять раз (5n) – пентаплоидные и т.д.

Анализ полиплоидии проточным цитометром у растений, например, гаплоидных / диплоидных форм, триплоидов, тетраплоидов и т. д. имеет ценное значение при селекции и выведении новых сортов растений или при тестировании семян, и больше всего привлекает внимание специалистов сельского хозяйства, а также рыбоводных хозяйств и предприятий животноводства.

Проточный цитометр 7S, компании BioSino для анализа плоидности

Анализ плоидности у растений методом проточной цитометрии

Анализ плоидности у растений методом проточной цитометрии включает окрашивание ядер с флуоресцентным красителем, который связывается с ДНК.

Результат – гистограмма (histogram plot) плоидности растения, где каждый пик соответствует количеству ядер с одинаковым содержанием ДНК (с одинаковой интенсивностью флуоресценции).

Измерение плоидности можно использовать для отбора потомства с различными желаемыми особенностям.

Исследование плоидности внедрено больше всего в области сельского хозяйства (садоводство). Было показано, что полиплоидные растения обладают большей устойчивостью к болезням, имеют улучшенную устойчивость к стрессу, вредителям.

Примеры

Рисунок 1. Сравнение некоторых свойств тетраплоидных и диплоидных саженцев Ginkgo biloba.

а) Общий вид растений, культивируемых вместе в одном эксперименте;
б) Размер генома / плоидность на гистограмме получен проточным цитометром;
в) Зрелые листья; Ginkgo biloba;
г) Устьице диплоидной и полиплоидной Ginkgo biloba.

Polyploidy in a ‘living fossil’ Ginkgo biloba Petr Šmarda,Pavel Veselý,Jakub Šmerda,Petr Bureš,Ondřej Knápek,Magdaléna Chytrá (https://doi.org/10.1111/nph.14062)

Рисунок 2. Гистограмма показывает флуоресцентно окрашенные пропидий йодидом (PI) ядра, выделенные из листьев Avena и контрольного растения Vicia faba.

а) Диплоидные A. damascena и Vicia faba;
б) Тетраплоидные A. insularis и V. faba;
в) Гексаплоидные A. sterilis и Pisum sativum.

Genome size variation in the genus Avena, Authors: Honghai Yan, Sara L. Martin, Wubishet A. Bekele, Robert G. Latta, Axel Diederichsen, Yuanying Peng, and Nicholas A. Tinker (https://doi.org/10.1139/gen-2015-0132)

Рисунок 3. Гистограмма показывает полученные данные на плоидность после скрининга образцов в INIBAP Transit Centre (ITC) с помощью проточной цитометрии.

Плоидность отдельных растений оценивали по соотношению положений пиков, соответствующих ядрам G1 Musa и CRBC. Анализ подтвердил классификацию плоидности M. acuminata ssp. bankii (ITC 0885), Lakatan (ITC 0573) и TMPx 2637-49 (ITC 1196), сорт Cavendish 901 (ITC 0738) оказался гексаплоидным.

Molecular and Cytogenetic Characterization of Wild Musa Species, Jana Čížková, Eva Hřibová, Pavla Christelová, Ines Van den Houwe, Markku Häkkinen, Nicolas Roux, Rony Swennen, Jaroslav Doležel (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0134096)

Красители и подготовка проб

Используемые красители для определения плоидности проточным цитометром.

Основные красители для определения плоидности это пропидий йодид, ДАПИ/DAPI, Hoechst 33258. Крайне важно оптимизировать подготовку и окрашивание ядер для достижения точных измерений плоидности. Окрашивание ядер, выделенных из клеток различных тканей, особенно богатых таннином или гранулам крахмала, могут быть сложными для обработки и вызывать неспецифические окрашивания.