中心简介

光生物学分中心现有3个研究技术平台:光合作用光谱技术平台、蛋白质分析技术平台、生物成像技术平台。共有设备42台(套),总价值约4千3百万元。其中

(一)光合作用光谱技术平台:目前已建立用于光合作用各方面指标检测的完整技术平台,包括叶绿素荧光-成像-气体交换同步测量系统GFS-DUAL、动态LED阵列差式吸收光谱仪KLAS-100、光系统II功能定向研究系统FL3500、多激发波长调制叶绿素荧光仪Multi-Color-PAM、多功能荧光动态显微观测系统FKM、全自动植物多光谱三维成像观测室PlantScreen,是一个功能齐全、设备先进、能满足植物生物转化在光谱学、生物化学、遗传学等方面研究的区域共享平台。可同步或分别测量叶绿素荧光、气体交换、P700测量,可进行P515/535、多通道差示吸收、热释光及低温荧光分析,可进行完整植株、叶片、细胞及亚细胞水平的叶绿素荧光成像及动态分析。可用于光合作用的基因功能及调控研究、环境胁迫响应及突变体高通量筛选及其它植物光生物转化等研究领域。还可以在大田自然条件下开展农作物长期光合作用监测,研究植物生长期间光合二氧化碳固定、光能利用效率以及光合电子传递的变化规律,了解植物光合能量捕获传递、二氧化碳固定、呼吸作用及蒸腾作用的日变化过程,掌握植物不同生长时期的光合发育过程以及环境胁迫下的长期变化规律,全面研究自然条件下作物的光合作用功能,为高效光能转化在农业和能源中的应用服务。该平台为光合作用分子机理以及环境胁迫条件响应研究提供了全面的技术支持,为高通量、活体筛选、挖掘和鉴定高效能量和物质转化的遗传资源,全方位、精细、准确测量、分析和评价光合作用过程的各种功能参数提供一体化支撑。该技术平台每年为院内外十多家科研单位提供测试,支持发表论文十余篇。为“光合作用分子机制与作物高光效品种选育”、“光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究”、“高效太阳能光化学转化”、“光合作用与人工叶片”等多项973863及国家自然科学基金项目提供了服务。在实际使用过程中,针对遇到的技术难题还进行了多项改进,申请了仪器设备功能开发技术创新项目“植物环境胁迫处理及差示吸收同步测量装置的研制”,将改造的植物培养设备与动态LED阵列差示吸收光谱仪整合,实现处理与测量同步进行,可用于研究光合作用在高温高光等环境胁迫处理下的响应机制。开发了新实验方法,对“叶绿素荧光-成像-气体交换同步测量系统”P515/535模块的测量方法进行改进,得像特定参数对拟南芥突变体进行大规模高通量筛选的科研需求。

(二)生物成像技术平台:包括荧光/化学发光活体成像系统、电化学工作站Zennium、双色红外激光成像系统ODYSSEY FC SYS INTL实时荧光定量PCRLightCycler 480、生物分子成像仪ImageQuant LAS 4000 mini、激光分子成像系统Stom 825等设备。可进行荧光成像、化学发光成像、放射自显影等,用于WesternSouthernNorthern杂交等的信号检测、定量、数字化成像以及蛋白磷酸化双色分析、考马斯亮兰蛋白凝胶分析、检测蛋白核酸相互作用、2D蛋白凝胶分析等。应用于植物基因表达调控研究,植物抗逆性研究等研究领域。

(三)蛋白质分析技术平台:包括蛋白质快速制备系统AKTA Purifier 10、蛋白组双向分离差异表达鉴定系统PF-2D、NGC中高压层析系统、圆二色谱仪Chirascan、多功能酶标仪Synergymx、制备液相色谱系统Waters 2545Q、制备型超速离心机等设备。该技术平台通过层析、液相色谱、超速离心等技术,快速分离、纯化以及制备各类生物分子,包括蛋白质、肽段、色素、有机物小分子等。结合二维液相分离及MALDI-TOF质谱仪,可对复杂的蛋白质混合样品进行分级分离、差异定量以及蛋白质鉴定。该技术平台服务于研究所十多个课题组,完成了样品的分离、纯化、鉴定、定量等分析测试,为多项课题提供了基础分析数据。为植物蛋白质组学、光合蛋白结构及功能分析、光合作用对逆境胁迫响应的分子机理等研究领域的进展做出了贡献。其中,针对蛋白组双向分离差异表达监定系统在使用中遇到的问题,已经申请仪器设备功能开发技术创新项目“用于蛋白质组学研究的多模式二维液相系统的建立”并完成。