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紫外线激发烟草过敏性细胞死亡的自发荧光

发布时间:2023-11-29 15:36:33 人气:215 来源:析浦(上海)科学仪器

细胞死亡在植物和动物的先天免疫反应中起着核心作用,植物细胞死亡是植物与病原体相互作用中的普遍现象,对植物细胞死亡的判断和研究在植物免疫领域至关重要。本塞姆氏烟草是研究病原体效应蛋白和植物免疫成分的领先模型系统。本塞姆氏烟草的细胞死亡测定对于研究NLR介导的效应器识别和分析触发的免疫激活过程中诱导的分子机制至关重要。过敏反应(hypersensitive response, HR)是一种细胞死亡形式,通常与植物对病原体感染的抵抗力有关。

细胞死亡的定性判断方法之一:长波紫外线照射

有不同的方法来评估细胞死亡,其中一种快速简单的定性方法是,使用365nm长波紫外线进行照射。早在1992年,研究人员就发现紫外线可以激发蓝绿色荧光(Nicholson Hammerschmidt, 1992)。用无毒力的丁香假单胞菌感染拟南芥和暴露于二氧化氮都会引发过敏性细胞死亡(hypersensitive cell death, HCD),其特征是在紫外线照射下发射明亮的蓝绿色自发荧光。然而,即使经过40多年的深入研究,荧光的来源仍然不明确。

根据显微镜和光谱分析,苯丙素等酚类化合物可能是过敏性细胞死亡期间自发荧光的主要来源。植物细胞在发生坏死的过程中,位于植物细胞内的多酚氧化酶会被激活,催化酚类形成多酚类物质。多酚类物质吸收紫外线,会发出荧光。酚类化合物的积累在紫外线下发出荧光,是一种成熟的免疫反应,可用作免疫激活和细胞死亡的代表。用365nm长波紫外线照射活体叶片,根据有无荧光,可以判断细胞死亡。

下图:本塞姆氏烟草叶片,Pikh介导的对AVR Pik变异体的反应在紫外光下为自发荧光 (De la Concepcion et al., 2018)

Representative leaf image showing Pikh-mediated response to AVR-Pik variants as autofluorescence under UV light.

叶片在紫外线照射下的自发荧光

需要注意的是,紫外线可能诱发植物细胞坏死,所以在检测时避免叶片在紫外线下照射时间过长,尽量不超过半分钟,避免因紫外线诱发细胞死亡而造成误判。另外,由于紫外线的潜在危害,在实验时务必采取保护措施,例如佩戴析浦紫外线防护眼镜XP-100和面罩。

紫外线手电筒:用于激发烟草过敏性细胞死亡的自发荧光

析浦科学仪器生产多款紫外线手电筒和手持式紫外灯,提供高强度的365nm长波紫外线照射,光斑均匀且面积大,适合各种动植物细胞的荧光分析。同时配备专业的紫外防护眼镜XP-100,还可选配拍照滤镜!

析浦紫外手电筒GFPfinder-2101UV(波长365nm)和蓝光手电筒GFPfinder-2101RB(波长450nm)都可以有效地激发烟草过敏性细胞死亡后的荧光,同学们可根据实际效果选择合适的激发光。下图是紫外手电筒GFPfinder-2101UV搭配拍照滤镜的效果。

析浦荧光手电筒GFPfinder-2101UV用于激发烟草过敏性细胞死亡的自发荧光

下图:析浦荧光手电筒GFPfinder-2101系列,有365nm紫外、450nm蓝光、520nm绿光等多种激发光源可选。4颗大功率LED提供高强度的激发能量,适用各种植物、动物、愈伤组织和细胞的荧光分析和筛选。

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紫外线手电筒用于激发烟草过敏性细胞死亡的自发荧光

Resources:

De la Concepcion JC, Maidment JHR, Longya A, Xiao G, Franceschetti M, Banfield MJ. The allelic rice immune receptor Pikh confers extended resistance to strains of the blast fungus through a single polymorphism in the effector binding interface. PLoS Pathog. 2021 Mar 1;17(3):e1009368. doi: 10.1371/journal.ppat.1009368. PMID: 33647072; PMCID: PMC7951977.

A novel robust and high-throughput method to measure cell death in Nicotiana benthamiana leaves by fluorescence imaging. Yuxuan Xi, Vincent Chochois, Thomas Kroj, Stella Cesari. 23 August 202.

Zhang, H. T., Li, X. W. and Yuan, M. (2018). Qualitative detection of cell death. Bio-101 e1010171. Doi: 10.21769/BioProtoc.1010171.

Blue-green fluorescence during hypersensitive cell death arises from phenylpropanoid deydrodimers

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