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上图,拟南芥及拟南芥幼苗。大家都知道,植物获取营养的渠道主要是通过光合作用合成有机物和从根系生长环境中吸收水和矿质元素等等营养物质。作为植物重要的营养吸收器官,根在植物生长过程中的作用就不言而喻了。根长及根发育状态(主根及侧根)是否良好,自然就成了衡量植物生长状态的重要指标。而作为模式生物,拟南芥(见图1)在植物科学研究中被广泛的用到。在大家的植物抗逆性的生理实验过程中,做早期生理统计的时候,可能一项基本的统计就是根长。这里小小的拓展一下:如果你做的突变体本身根发育或生长于野生型不一样,根长也可以作为一个生理数据的。

本期文章小编打算给大家安利一种植物根生长省时省力的统计方法。开始之前,我们先来回顾下传统的根长统计方法吧。最传统的,当然是拿着板子每天人工统计啦,小编就是从那个年代统计着过来的:板子少了还行,上批量的话,真的是劳心劳力啊。种子萌发后一天到几天根长统计,加三个生物学重复,再有四五个浓度梯度,同时做几种不同物质(如氯化钠,甘露醇,各种金属离子的盐)模拟的高盐,干旱,金属离子等不同逆境的胁迫等对根生长的影响。统计一圈回来头都大了有木有。第二种大家会用到的方法,可能就是板子底朝上,单反相机加长度参照后拍照了,先拿到照片再做统计,瞬间高大上了一些有木有。但可能大家也会碰到一些问题:如果盖子上的水流下来,侧边封口很容易松脱,培养基容易染菌,两天后长到好大一坨,看到后瞬间不想养了,想扔了它啊。第三种,对于发生相对较快一些,少样本的过程,有时干脆把心一横:样品正常放,带相机的体视镜横过来,拍个时间序列来记录整个过程也是有的(因为植物根的向重力性,没有办法平放板子做长时间的观察记录)。

即便费老大劲克服了植物根向重力性的因素,也是一次实验仅仅能拍几株。通量完全不够啊各位,想用这种办法做批量实验得累死,那怎么办呢?接下来就是干货时间了,话不多说,直接上图。采用相机加变倍镜头的设计替代体视镜的样品放大及图片记录功能,用可放置多个板子的电动转盘来达到高通量获取数据的目的。您可以得到类似下图的这种随时间变化的形态学数据及静态图像数据,结合免费开源分析软件,也可以方便的得到类似下面B图这种统计结果(见图3):


是不是瞬间感觉省事了不少呢,仪器详情欢迎大家骚扰咨询。文末也附上几篇采用这套设备已经发表的文章,供大家参考。

1、Duan L, Sebastian J, Dinneny JR. 2015.  Methods Mol Biol. 1242: 105-122.
2、Geng Y,  et al. 2013, Plant Cell 25: 2132-2154.
3、Lina Duan,  et al.2013, Plant Cell 25: 324-341.


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