一种收集植物叶片活体腺毛的方法
阅读说明：本技术 一种收集植物叶片活体腺毛的方法 (Method for collecting plant leaf living gland hair ) 是由 唐克轩 秦维 李勇鹏 彭柏文 孙光新 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种收集植物叶片活体腺毛的方法,包括如下步骤：选取成熟植物叶片,得到植物单层表皮组织,在激光显微切割系统下,切割所述植物单层表皮组织中的活体腺毛,收集得到所述活体腺毛。本发明提供一种收集植物叶片活体腺毛的方法,通过在成熟植物叶片上分离并切割活体腺毛结构,在不损伤细胞结构和不添加外源化学试剂的条件下,完整的保留并收集得到植物叶片活体腺毛,很大程度保留了活体腺毛的完整性和特异性；同时,本发明提供的方法适用于多种植物,为探索植物腺毛中次生代谢产物及其相关合成路径等研究提供了实验条件。(The invention provides a method for collecting plant leaf living gland hair, which comprises the following steps: selecting mature plant leaves to obtain plant monolayer epidermal tissues, cutting living glandular hairs in the plant monolayer epidermal tissues under a laser microdissection system, and collecting the living glandular hairs. The invention provides a method for collecting plant leaf living gland hair, which separates and cuts a living gland hair structure on a mature plant leaf, completely retains and collects the plant leaf living gland hair under the conditions of not damaging a cell structure and adding no exogenous chemical reagent, and greatly retains the integrity and specificity of the living gland hair; meanwhile, the method provided by the invention is suitable for various plants, and provides experimental conditions for researches on exploring secondary metabolites in plant glandular hairs and related synthetic paths thereof and the like.)
技术领域
本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种收集植物叶片活体腺毛的方法。
背景技术
植物腺毛是植物的陆地部分表皮细胞特化而来的特殊植物结构，一般由基细胞、柄细胞、分泌细胞构成，广泛存在于唇形科、茄科、菊科等科属的药用植物中。植物腺毛在植物次生代谢和植物抗逆中有重要作用，例如，在植物活体腺毛中积累着丰富的次生代谢产物，包括萜类、苯丙烷类、黄酮类、甲基酮类、酰基糖类等化合物，而这些化合物又被广泛用于药品生产、食品、生物农药、调味剂、香料等多种领域中，具有巨大的应用价值，因此对于腺毛中次生代谢产物的种类和合成路径进行研究，就显得尤为重要。
目前分离植物活体腺毛的方法主要是包括定向机械法、解离混悬法、原位分离法，其中，定向机械法是运用较简单的工具机械分离腺毛，这种方法比较适用于腺毛种类单一、腺毛生长位置方便操作的植物，但这种方法存在精度较差、效率低的问题；解离混悬法是将植物组织置于培养液中，经过特定的处理后使腺毛游离于培养液中，解离法可以获得大量腺毛，但是不可避免的会混入其他植物组织，且化学试剂可能会对腺毛中的次生代谢产物产生影响，因此具有一定局限性；原位分离法包括显微操作法和激光显微切割切割法，显微操作法较为粗放且实用性不强，而普通的激光显微切割法对于植物的叶片或其他组织有一定要求，会带下一定叶肉细胞且效率极低，腺毛成分不够专一，无法获得足够的数量的活体腺毛进行次生代谢产物的检测，限制了激光显微切割技术的应用。
鉴于现有技术的上述缺陷，如何提供一种收集植物叶片活体腺毛的方法以克服现有腺毛收集过程中存在的问题，受到了越来越多的关注。
发明内容
本发明提供一种收集植物叶片活体腺毛的方法，用于克服现有技术中腺毛收集过程中存在的精度差、效率低等问题。
本发明提供一种收集植物叶片活体腺毛的方法，包括如下步骤：
选取成熟植物叶片，得到植物单层表皮组织；
在激光显微切割系统下，切割所述植物单层表皮组织中的活体腺毛，收集得到所述活体腺毛。
进一步地，所述植物为青蒿、烟草、番茄中的一种。
进一步地，当所述植物为青蒿时，所述成熟植物叶片为3-6个月生长健康的青蒿叶片；当所述植物为烟草时，所述成熟植物叶片为6-8周生长健康的本氏烟草叶片；当所述植物为番茄时，所述成熟植物叶片为6-8周生长健康的番茄叶片。
进一步地，得到植物单层表皮组织，具体包括：
当所述植物为青蒿或烟草时，使用手术刀片刮伤但不穿透所述成熟植物叶片，并从伤口处开始撕下上表皮，得到所述植物单层表皮组织；当所述植物为番茄时，使用手术刀片刮伤所述成熟植物叶片的表皮后，将胶带粘贴在表皮上并撕扯得到所述植物单层表皮组织。
进一步地，在激光显微切割系统下，切割所述植物单层表皮组织中的腺毛，具体包括：
将所述植物单层表皮组织置于载玻片上，延展开后向所述植物单层表皮组织滴加蒸馏水，并将载有所述植物单层表皮组织的载玻片放置于所述激光显微切割系统下，找到所述活体腺毛并进行激光切割。
进一步地，在激光显微切割系统下，切割所述植物单层表皮组织中的腺毛，还包括：
在向所述植物单层表皮组织滴加蒸馏水后，使用吸水纸将所述载玻片上多余水分吸走。
进一步地，所述载玻片为PEN膜载玻片。
进一步地，所述激光显微切割系统包括收集管，所述收集管用于收集激光切割得到的活体腺毛。
进一步地，所述收集管的盖子表面涂覆有琼脂，且琼脂的浓度为0.125％。
进一步地，收集得到所述活体腺毛具体包括如下步骤：根据所述激光显微切割系统，将所述活体腺毛喷射至所述琼脂上。
本发明提供一种收集植物叶片活体腺毛的方法，通过在成熟植物叶片上分离并切割活体腺毛结构，在不损伤细胞结构和不添加外源化学试剂的条件下，完整的保留并收集得到植物叶片活体腺毛，很大程度保留了腺毛的完整性和特异性；同时，本发明提供的方法适用于多种植物，为探索植物腺毛中次生代谢产物及其相关合成路径等研究提供了实验条件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的150μm标尺下青蒿成熟叶片单层表皮组织的示意图；
图2为本发明实施例1提供的150μm标尺下青蒿成熟叶片单层表皮组织的切割示意图；
图3为本发明实施例2提供的300μm标尺下番茄成熟叶片单层表皮组织的示意图；
图4为本发明实施例2提供的300μm标尺下的番茄成熟叶片单层表皮组织切割后的示意图；
图5为本发明实施例2提供的300μm标尺下收集到的番茄活体腺毛示意图；
图6为本发明实施例3提供的300μm标尺下烟草成熟叶片单层表皮组织的示意图；
图7为本发明实施例3提供的300μm标尺下的烟草成熟叶片单层表皮组织的切割示意图；
图8为本发明实施例3提供的300μm标尺下的烟草活体腺毛示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
植物腺毛是植物的陆地部分表皮细胞特化而来的特殊植物结构，一般由基细胞、柄细胞、分泌细胞构成，广泛存在于唇形科、茄科、菊科等科属的药用植物中。植物腺毛在植物次生代谢和植物抗逆中有重要作用，例如，在植物活体腺毛中积累着丰富的次生代谢产物，包括萜类、苯丙烷类、黄酮类、甲基酮类、酰基糖类等化合物，而这些化合物又被广泛用于药品生产、食品、生物农药、调味剂、香料等多种领域中，具有巨大的应用价值，因此对于腺毛中次生代谢产物的种类和合成路径进行研究，就显得尤为重要。
目前分离植物活体腺毛的方法主要是包括定向机械法、解离混悬法、原位分离法，其中，定向机械法是运用较简单的工具机械分离腺毛，这种方法比较适用于腺毛种类单一、腺毛生长位置方便操作的植物，但这种方法存在精度较差、效率低的问题；解离混悬法是将植物组织置于培养液中，经过特定的处理后使腺毛游离于培养液中，解离法可以获得大量腺毛，但是不可避免的会混入其他植物组织，且化学试剂可能会对腺毛中的次生代谢产物产生影响，因此具有一定局限性；原位分离法包括显微操作法和激光显微切割切割法，显微操作法较为粗放且实用性不强，而普通的激光显微切割法对于植物的叶片或其他组织有一定要求，会带下一定叶肉细胞且效率极低，腺毛成分不够专一，无法获得足够的数量的活体腺毛进行次生代谢产物的检测，限制了激光显微切割技术的应用。
鉴于现有技术的上述缺陷，如何提供一种收集植物叶片活体腺毛的方法，受到了越来越多的关注，而本发明提出了一种快速、高效的植物活体腺毛收集方法。下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种青蒿活体腺毛的收集方法。青蒿(Artemisia annua L.)是菊科蒿属的一年生草本植物，植株具有浓郁的挥发性气味，青蒿中含有多种次生代谢产物，如：青蒿素、β是石竹烯、樟脑、β竹法尼烯等。青蒿素(Artemisinin)是从其叶片中分离出的一种含有过氧桥结构的倍半萜内酯化合物，是目前世界上公认的最有效的治疗疟疾药物，特别是对脑型疟疾和抗氯喹疟疾更加有效。青蒿素及其衍生物近年来还被报道具有红斑狼疮、肺结核、糖尿病、抗肿瘤、降血脂、治疗阿兹海默症等功效。因此青蒿中青蒿素及其衍生物等其他次生代谢产物的分离和其功能的研究，对于寻找全新的次生代谢产物、开发药物新功能等都有重要作用。青蒿素是在青蒿的盾状分泌型腺毛(Glandular secretary trichome,GST)中分泌和储存的。
本实施例提供的青蒿活体腺毛的收集方法具体包括以下步骤：
1、选取3-6个月生长健康的成熟青蒿叶片，使用手术刀片刮伤但不穿透成熟青蒿植物叶片，得到青蒿植物单层表皮组织，如图1所示；
2、将所述青蒿单层表皮组织置于覆有PEN膜的载玻片上，延展开后向青蒿植物单层表皮组织滴加蒸馏水以减少表皮细胞皱缩；
3、将载有所述青蒿植物单层表皮组织的载玻片置于激光显微切割系统下，找到活体腺毛后进行切割，如图2所示；
4、将收集管放置于激光显微切割系统指定位置，在活体腺毛切割完成后，将活体腺毛弹射至收集管盖的琼脂上，收集得到青蒿活体腺毛。
实施例2
本实施例提供一种番茄活体腺毛的收集方法，具体包括以下步骤：
1、选取6-8周生长健康的成熟番茄叶片，由于番茄含水量较高，叶片性质较脆弱，使用手术刀片刮伤所述成熟番茄植物叶片的表皮后，将胶带粘贴在表皮上并撕扯得到单层表皮组织，番茄单层表皮组织如图3所示；
2、将所述的番茄单层表皮组织置于覆有PEN膜的载玻片上，延展开后向番茄植物单层表皮组织滴加蒸馏水；
3、将载有所述番茄植物单层表皮组织的载玻片置于激光显微切割系统下，并找到活体腺毛后进行切割，切割后的单层表皮组织如图4所示，收集到的活体腺毛如图5所示。
实施例3
本实施例提供一种本氏烟草腺毛的收集方法。本氏烟草(Nicotiana tabacum L.)是茄科烟草属植物，被广泛应用于植物基础科研和工业生产中，全株可作农药杀虫剂，亦可药用，作麻醉、发汗、镇静和催吐剂。本氏烟草叶片含烟碱(尼古丁)，采收后经过调制、分级和加工处理，用于制作烟类物品等，是世界性栽培的嗜好类工业原料作物。本氏烟草具有两种类型的多细胞腺毛，即所谓的长毛和短毛。已知长腺毛分泌各种生物碱，包括尼古丁，而短腺毛可以分泌多种萜类化合物。而本氏烟草的两种类型的腺毛能共同产生多种化合物，包括萜烯、酰基糖和苯丙烷衍生的代谢物等。如大麻、薄荷、罗勒等多种植物的腺毛都有很发达的分泌和累积次生代谢产物的功能。
本氏烟草腺毛的收集方法具体包括以下步骤：
1、选取6-8周生长健康的成熟本氏烟草叶片，使用手术刀片刮伤但不穿透成熟本氏烟草植物叶片，得到所述烟草单层表皮组织，烟草单层表皮组织如图6所示；
2、将所述本氏烟草植物单层表皮组织置于覆有PEN膜的载玻片上，延展开后向所述烟草植物单层表皮组织滴加蒸馏水；
3、将载有所述烟草植物单层表皮组织的载玻片置于激光显微切割系统下，找到活体腺毛并进行精准切割，切割过程如图7所示，收集到的活体腺毛如图8所示。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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