基于流式细胞仪鉴定马铃薯倍性的高通量样品制备法
袁兰，黄娅楠，张贝妮，熊雨萌，王洪洋
DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0611
马铃薯（Solanum tuberoatsum L.）为一年生茄科茄属的草本植物。马铃薯属多倍体作物，在自然界中存在二倍体、三倍体、四倍体、五倍体、六倍体等不同倍性的种质资源。不同倍性的马铃薯富含多种基因资源，可为马铃薯育种提供理想的遗传材料。
染色体倍性鉴定是马铃薯种质资源评价的重要内容。倍性鉴定可为植物遗传进化、系统分类以及杂交育种提供依据。传统上，通过染色体压片技术来确定倍性，即利用荧光显微镜对根尖细胞的染色体进行直接计数，但该方法操作过程复杂、耗时较长，而且往往难以处理染色体较小且倍性水平较高的物种，并可能导致种质错误分类。因此，急需建立一种简便、高通量，同时能够准确鉴定出植株染色体倍性水平的方法。
流式细胞仪（flow cytometer）是一种可对细胞或微粒的物理学、生物学性状指标进行自动分析和分选的仪器，因其能够快速准确地检测DNA含量并对细胞周期进行分析，从而确定植物染色体倍性。采用流式细胞术鉴定植物染色体倍性 , 所需材料用量少、制备方法简单、能快速鉴定出植株倍性。随着不断发展，流式细胞术逐渐广泛应用于植物育种及细胞核基因组大小的检测以及染色体倍性的鉴定中。在利用流式细胞术进行植物染色体倍性鉴定时，样品制备是关键环节，其好坏与否直接影响鉴定结果的准确性。目前，马铃薯染色体倍性鉴定时多采用液氮研磨法、刀片切碎法进行样品制备。但是，这两种方法制备样品效率较低，不适用于大规模开展马铃薯染色体倍性鉴定工作。
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本文主要包括以下几部分内容：
2.1 不同制备方法的细胞核悬浮液的效果比较
2.2 制备样品耗时长短的比较
2.3 利用已知倍性马铃薯材料检验低温钢珠打样方法的可靠性
3 讨论
本方法区别于传统刀片切碎法和液氮研磨法等制样方法，具有以下特点 ：一是首次采用钢珠打样法进行马铃薯染色体倍性样品制备，即低温磨样机+ 直径3 mm小钢珠对叶片直接进行打样制备；二是较传统刀片切碎和液氮研磨的制样方法，低温钢珠打样法极大地缩短了样品制备时间；三是当大批量马铃薯染色体倍性需要鉴定时，长时间的高强度工作会使制样效率下降，从而增加了时间成本，并延长了倍性鉴定工作的周期；四是刀片切碎法和液氮研磨法存在安全隐患。相比之下，低温钢珠打样法更加安全易操作。该方法制备的样品具有背景杂质少，试验结果准确，可高通量鉴定等优点。但是，也存在不足之处，如实验室需要采购低温打样仪器。总之，低温钢珠打样法制备的样品细胞裂解充分，荧光信号明显，检测倍性结果同其他两种制样方法一样准确，可以在大批量马铃薯倍性鉴定分析工作中应用。
利用低温钢珠打样法高通量制备的样品，细胞裂解充分，荧光信号明显，背景细胞杂质占比最少；检测倍性结果同其他两种制样方法一样准确，极大缩短了样品制备时间，大大提高了马铃薯染色体倍性鉴定效率。该样品制备方法对于大规模马铃薯染色体倍性水平鉴定具有重要意义。
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