助力中國新型科研教育機構交叉學(xué)科發(fā)展,尖端科技探索。
四月初的杭州,已然很溫暖,坐落在城南云棲小鎮的西湖大學(xué)(原西湖高等研究院WIAS)迎來(lái)了他們的新朋友—葉綠素熒光儀及其成像系統。澤泉科技的工程師也如期到來(lái)進(jìn)行安裝調試與培訓。設備配件齊全,功能正常。來(lái)自藻類(lèi)生物學(xué)與生物技術(shù)實(shí)驗室的老師參加了整個(gè)培訓過(guò)程。
葉綠素熒光作為光合作用的有效探針已經(jīng)在全球范圍內有著(zhù)廣泛的應用,調制葉綠素熒光儀作為葉綠素熒光的測量設備為人熟知。德國WALZ公司生產(chǎn)的DUAL-PAM-100可以單獨或同步測量葉綠素熒光和P700兩個(gè)光系統的誘導動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn),進(jìn)行淬滅分析和暗弛豫分析;可以測量?jì)蓚€(gè)光系統的光響應曲線(xiàn);測量?jì)蓚€(gè)光系統的電子傳遞動(dòng)力學(xué)、電子載體庫的大小、圍繞PSI 的環(huán)式電子傳遞動(dòng)力學(xué);搭載P5/535模塊測量P515/535 信號變化評估跨膜質(zhì)子動(dòng)力勢pmf 及其組分跨膜質(zhì)子梯度ΔpH 和跨膜電位Δψ;通過(guò)測量NADPH 熒光估算NADP 的還原程度等。
葉綠素熒光成像IMAGING-PAM則采用高分辨率CCD,實(shí)現大面積(11x15cm,成像區域光強均一性達2%)成像測量,所有熒光參數Ft、Fo、Fm、Fv/Fm、F、Fm’、Y(II)、Y(NO)、Y(NPQ)、NPQ、qN、qP、qL、ETR、Abs.、NIR、Red等均可以圖像的格式導出,直觀(guān)的反映樣品光合作用的差異。軟件的AOI功能可在測量前或測量后任意選擇感興趣的區域(AOI),程序將自動(dòng)對選擇的AOI的數據進(jìn)行變化趨勢分析。此外該系統還可以進(jìn)行大批量樣品突變株篩選,可實(shí)現96孔板微藻樣品,384藻斑培養基的光合活性同步測量,可跟據成像結果快速篩選光合、產(chǎn)氫/油、抗逆(抗鹽、抗旱、抗病等)等突變株及微藻毒理研究。此外該系統還搭載近紅外和紅外光源用于吸光系數測量,可以更準確的分析光合電子傳遞速率。
整個(gè)安裝調試培訓過(guò)程有序進(jìn)行。輕松愉快,測試效果良好。相信在不久的將來(lái),葉綠素熒光及其成型系統可以幫助西湖大學(xué)的科研人員快速篩選突變體,深入的探究光合作用電子傳遞的更多細節。澤泉科技定當竭誠為廣大客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
最后工程師與參與培訓的老師合影留念。
實(shí)驗室介紹:西湖大學(xué)生物學(xué)研究所藻類(lèi)生物學(xué)與生物技術(shù)實(shí)驗室
實(shí)驗室主頁(yè):https://www.xiaobolilab.org/
人物介紹
李小波(1985-),江蘇宿遷人,長(cháng)期從事植物學(xué)和微生物學(xué)研究。2007年畢業(yè)于西安交通大學(xué),獲得生物工程學(xué)士學(xué)位。2007-2012年在密歇根州立大學(xué)攻讀植物學(xué)博士學(xué)位。先后在斯坦??▋然芯克?012-2016)和普林斯頓大學(xué)(2016-2018)進(jìn)行博士后研究。獲得了美國遺傳學(xué)會(huì )的DeLill Nasser獎(2016),國際植物脂類(lèi)代謝論壇的 Paul Stumpf獎 (2016),以及美國植物學(xué)家協(xié)會(huì )的Robert Rabson獎 (2016)。于2018年加入西湖大學(xué)、浙江西湖高等研究院任特聘研究員。
學(xué)術(shù)成果及研究方向
長(cháng)期目標:光合生物(陸地植物、藻類(lèi)及光合細菌)遍布陸地和海洋,為人類(lèi)提供氧氣、食物、能源、材料以及藥物。李小波課題組致力于闡明光合生物能量代謝及相關(guān)調控機制,開(kāi)發(fā)光合生物遺傳學(xué)與合成生物學(xué)研究的革命性工具,為生命科學(xué)研究和現代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)輸送高素質(zhì)人才。
近期學(xué)術(shù)成果:人類(lèi)對光合生物在分子水平的了解長(cháng)期受到研究手段的限制。比起陸地植物模式系統,很多藻類(lèi)是單細胞,具有生長(cháng)速度快的優(yōu)勢。課題組組長(cháng)在博士和博士后期間主要利用了一種叫做萊茵衣藻 (Chlamydomonas reinhardtii) 的淡水綠藻作為模式生物,在植物學(xué)研究中引入了單細胞高通量的手段,一次性發(fā)現了數百個(gè)在光合作用中起作用的候選基因;發(fā)現了脂肪酸從葉綠體輸出的生物化學(xué)步驟; 其所領(lǐng)導的衣藻突變體庫項目為世界上200多個(gè)實(shí)驗室提供了2500多個(gè)衣藻突變株 ;獲得生物能源生產(chǎn)相關(guān)專(zhuān)利一項(已授權)。課題組組長(cháng)已9次受邀在國際大會(huì )上對相關(guān)成果進(jìn)行口頭報告,多次受邀為 Plant Cell 等植物學(xué)著(zhù)名期刊審稿。課題組組長(cháng)在博士和博士后期間還指導了13名輪轉研究生、技術(shù)員、本科生和高中生,其中多名受指導人員已經(jīng)獲得了科研獎勵,包括美國著(zhù)名的“因特爾科學(xué)獎”總決賽選手席位 (Intel Science Talent Search national finalist) 等。
未來(lái)研究方向:我們將采用飛速發(fā)展的高通量測序和基因組編輯等技術(shù),利用西湖高研院的機器人工作站、多組學(xué)平臺及植物-藻類(lèi)表型分析平臺,對淡水和海洋藻類(lèi)的能量代謝和逆境生理展開(kāi)生物化學(xué)、基因組學(xué)及合成生物學(xué)研究。課題組的兩大方向是:
一、環(huán)境脅迫對能量代謝的影響。在缺氮、低溫等脅迫條件下,陸地植物和藻類(lèi)積累油脂,但是同時(shí)變黃并降低光合作用。這些脅迫反應的信號通路是什么?如何在環(huán)境脅迫條件下最大化光合生物的產(chǎn)量?這些問(wèn)題的研究成果將在農業(yè)生產(chǎn)和藻類(lèi)生物工業(yè)中有重要應用。
二、海洋藻類(lèi)的系統生物學(xué)。地球上約一半的光合作用在海洋中發(fā)生。海洋藻類(lèi)為人類(lèi)提供食物和多種高價(jià)值代謝產(chǎn)物,例如超長(cháng)鏈多不飽和脂肪酸 (EPA, DHA) 等。與陸地植物和綠藻不同,大部分海洋藻類(lèi)的葉綠體有三層或四層膜。不同的細胞結構對光合作用和細胞代謝的影響是什么?我們對此知之甚少。在海洋藻類(lèi)中建立模式生物和應用高通量生物學(xué)技術(shù)將會(huì )加快我們對海洋生物的了解,進(jìn)而讓我們能夠更好地開(kāi)發(fā)海洋資源。
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