微流控阻抗流式細(xì)胞儀：一種新的花粉活力測量技術(shù)

​有效、可靠的評估植物細(xì)胞活性，尤其是花粉活性，對于育種研究和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說是非常重要的環(huán)節(jié)。目前花粉活力研究的傳統(tǒng)方法，如染色法和體外萌發(fā)法，均存在可靠性差、分析速度慢、有物種依賴性等諸多不足。在過去的幾十年中，基于細(xì)胞介電特性分析單細(xì)胞狀態(tài)的微流控阻抗流式細(xì)胞儀（IFC）已逐漸成為微生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上的常規(guī)檢測方法，而本文研究旨在證明IFC法在花粉活力分析中的潛能。

本文的研究中，Heidmann I等同步利用微流控阻抗流式細(xì)胞法、傳統(tǒng)染色法、滅活對照法、花粉萌發(fā)測定法測量了不同發(fā)育階段、不同熱處理下的花粉活力、發(fā)育狀態(tài)及萌發(fā)能力，并將IFC法測量結(jié)果與染色法和萌發(fā)法測量結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，IFC法可以快速檢測并量化花粉發(fā)育階段、失活或活性狀態(tài)，且與傳統(tǒng)FDA染色法測量結(jié)果有很高的相關(guān)性。此外，IFC法還可以將具有活躍萌發(fā)潛力的花粉從失活和有活力但未萌發(fā)的類群中區(qū)分出來。

圖1. 煙草花粉發(fā)育階段分析

采集不同生長階段的煙草花蕾（花芽）分別用染色法（DAPI）、淀粉積累法（盧戈爾液）以及IFC法（0.5和12MHz）測定花粉的發(fā)育階段。上圖所示花粉發(fā)育階段（I-VIII）分別為，I：四分體時期；II：單核時期；III：晚期單核時期；VI-VII：雙核時期；VIII：成熟花粉粒。

圖2. IFC法區(qū)分活性及失活花粉

分別用IFC法和FDA染色法測量了黃瓜（綠色），甜椒（藍(lán)色）和番茄（紅色）的花粉活性，并進(jìn)行了熱處理對比分析以及加熱滅活對照。A：新鮮的番茄花粉（左）和熱滅活后的番茄花粉（右）；B：花粉活力隨溫度的變化（IFC法，*p ≤ 0.05）；C：IFC法與FDA染色法相關(guān)性分析

圖3. 檢測熱處理花粉的狀態(tài)（萌發(fā)法及IFC法）

A：萌發(fā)法檢測新鮮花粉和熱處理后的花粉萌發(fā)狀態(tài)，黃瓜（綠色），甜椒（藍(lán)色）和番茄（紅色），*p = <0.05；B：IFC法檢測不同狀態(tài)的花粉，新鮮花粉（左），40℃熱處理后的花粉（中），混合花粉（右）；C：IFC法與萌發(fā)法檢測結(jié)果的對比，IFC法（紅），萌發(fā)法（紫）

本文的研究表明，IFC法是一種無物種依賴性的省時省力、高效可靠且非破壞性的花粉質(zhì)量檢測方法。

Heidmann I, Schade-Kampmann G, Lambalk J, et al. Impedance flow cytometry: a novel technique in pollen analysis. PloS one, 2016, 11(11): e0165531.