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香蕉蓝色发光!是的,他们做的!
Axel Tiessen博士，CINVESTAV代谢组学和分子植物生理学实验室主任，墨西哥瓜纳华托伊拉普托国家PlanTECC实验室主任
14-December-18
墨西哥是世界上生物多样性最丰富的国家之一，因此，国家理工学院的研究和高级研究中心(CINVESTAV)等顶级研究机构特别关注了解这种生物和遗传多样性，以促进可再生能源、营养、疗法等。Axel Tiessen博士是CINVESTAV位于墨西哥瓜纳华托的Irapuato分校的代谢组学和分子植物生理学实验室的负责人，也是国家植物技术实验室的负责人。他的研究的一个重要目标是了解调节植物初级代谢的主要信号，包括对环境因素和生理输入的反应。
Tiessen博士的研究团队对玉米、苋菜、番茄和马铃薯等几种作物进行了研究。他们开发了一种基因改良的热带玉米品种，名为“Vitamaize”，含有抗氧化剂和维生素。蒂森实验室研究的另一种植物是香蕉，香蕉美味的果实经常出现在早餐桌上，也可以作为一种便携、独立的零食。在香蕉的成熟过程中，叶绿素、类胡萝卜素和多酚分别负责香蕉从绿色到黄色最后变成黑色的视觉外观。此外，香蕉在紫外线下发出蓝光，但这种现象的确切原因尚不清楚。以往的研究认为，叶绿素在衰老的香蕉叶和成熟的香蕉皮中褪色，从而产生荧光叶绿素分解产物(FCCs)。FCCs被认为是香蕉皮中出现亮蓝色发光环的原因，也是黄色香蕉在紫外线下发出蓝光的原因;并且隐含地假设绿香蕉缺乏FCC，因此在相同的条件下不会发出相同的光。
专业和业余研究人员都试图复制这些发现，但包括蒂森博士的实验室在内的许多人都无法做到这一点。使用BioTek2022世界杯南美区预选赛 用细胞成像多模式阅读器对不同成熟度的香蕉进行成像，他们发现绿色、黄色和棕色/黑色的香蕉在紫外线照射下都发出某种程度的蓝光。他们的观察和其他人的观察，为Tiessen博士决心利用Cytation 5的图像和数据来解决一些尚未解决的问题打开了大门。实验室使用Cytation 5进行酶偶联测定、比色测定和使用高光谱扫描和荧光测量对整株植物叶片进行表型分析。“细胞分化5与传统的荧光显微镜完全不同，我们用更少的时间手动观察样本;它对眼睛的负担更轻，而且看大屏幕比盯着贴在脸上的物镜更舒服，”Tiessen博士说。“自动对焦和自动曝光功能增加了便利性，我们还可以在大面积进行动态成像。”他也依赖于整合Gen5™Microplate Reader和Imager软件，以控制仪器和创建可出版的图像。
Tiessen博士在《植物科学》杂志上发表了他的发现，并发表了一篇题为“香蕉果实的荧光蓝色发光不是由于共质塑料分解代谢，而是来自细胞壁上的不溶性酚醚化。””(doi。10.1016 / j.plantsci2018.07.006)．在许多发现中，他指出香蕉皮中的蓝色荧光来自细胞壁，而不是symplass(图1)。通过分析几种植物物种，他发现蓝色荧光并不是所有样本的细胞壁的固有属性(图2-3)。双子叶植物的细胞壁比单子叶植物的蓝光弱。在芙蓉花的叶片中，蓝色荧光在液泡中很明显(图2)，而在拟南芥的叶片中，蓝色荧光从毛状体中出现(图3)。强烈的外质体蓝色荧光出现在香蕉皮和缺乏叶绿素的果肉中(图1)。Tiessen博士得出结论，香蕉的蓝色荧光主要不是由液泡中的可溶性叶绿素分解产物引起的，而是由结合在细胞壁上的不溶性阿叶酸引起的。绿色叶绿素是一种色素，它可以作为捕光器产生蓝色荧光黑洞，使绿香蕉看起来比黄香蕉发光少。
Cytation 5将继续成为Tiessen博士研究的宝贵补充——事实上，是一个“完美的契合”，而额外的过滤器集将使进一步、更深入地探索其他植物代谢产物成为可能。他指出:“有了BioTek的Cytation 5，我觉得我可以与其他国际实验室的研究进行竞争，并对世界产生切实的影响。”
图1所示。20x物镜，黄色香蕉果实(果肉内部和果皮外部)的荧光图像，使用Cytation 5和DAPI和GFP滤镜拍摄;不添加荧光染料。注意，蓝色和绿色荧光都来自细胞壁，而不是来自细胞内部。
图2。20x物镜，绿色玫瑰芙蓉叶(双子叶植物)的荧光图像，使用Cytation 5和DAPI, GFP和CHL滤镜拍摄;不添加荧光染料。活体组织观察完整，无需显微切割。注意蓝色荧光是从细胞内部而不是细胞壁发出的。注意，绿色和红色荧光出现在质体中。
图3。拟南芥绿色叶片的4倍物镜荧光图像，使用Cytation 5和DAPI, GFP和CHL滤镜拍摄;不添加荧光染料。活体组织观察完整，无需显微切割。注意，蓝色荧光主要来自表皮上的毛状细胞。绿色荧光出现在细胞中，最强烈的来自于毛状体细胞的基部，而红色荧光只出现在质体内部。
感谢Axel Tiessen博士分享他的BioTek经验。