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>出版社>用量子点追踪花粉:南非斯泰伦博什大学的授粉生物学家利用量子点追踪单个花粉粒的命运。这在一个因缺乏普遍方法而受阻的研究领域开辟了新的天地。

corniele minnaarcorneile博士@sun.ac.za27-083-313-0725
corniele minnaarcorneile博士@sun.ac.za27-083-313-0725

文摘:
南非斯泰伦博世大学的授粉生物学家正在利用量子点追踪单个花粉粒的命运。这在一个研究领域开辟了新的领域,由于一个多世纪以来缺乏一种普遍的花粉追踪方法,这一领域一直受到阻碍。

用量子点追踪花粉:南非斯泰伦博什大学的授粉生物学家利用量子点追踪单个花粉粒的命运。这在一个因缺乏普遍方法而受阻的研究领域开辟了新的天地。

斯泰伦博什南非2月17日发布,二千零一十九

在本周发表在《生态学与进化方法》杂志上的一篇文章中,Corniele Minnaar博士描述了这种新方法,这将使授粉生物学家能够追踪整个授粉过程,从授粉者第一次造访到授粉结束——要么成功地转移到另一朵花的柱头上,要么在途中丢失。

尽管对授粉进行了200多年的详细研究,Minnaar说:研究人员不确定大部分微小的花粉粒在离开花朵后会落在哪里:“植物产生大量花粉,但看起来超过90%的人从未受到过耻辱。对于一小部分花粉粒,它们会进入柱头,这段旅程经常不清楚,哪些传粉者把谷物从哪里运来?”

从2015年开始,Minnaar决定踏上许多其他人迄今为止失败的道路,并通过他在斯泰伦博世大学(SU)植物学和动物学系的博士研究接受了挑战。

“地球上大多数植物都依靠昆虫授粉,包括30%以上的粮食作物。随着昆虫面临全球快速衰退,我们必须了解哪些昆虫是不同植物的重要传粉者,这一点至关重要——首先要追踪花粉。

他在阅读了一篇关于使用量子点追踪大鼠癌细胞的文章后,想到了一种花粉追踪方法。(https://doi.org/10.1038/nbt994)。量子点是非常小的半导体纳米晶体,它们的行为就像人造原子。当暴露在紫外线下时,它们发出极亮的光,有各种可能的颜色。对于花粉粒,他发现带有“亲脂”(亲脂性)配体的量子点理论上会粘附在花粉粒的脂肪外层,叫波伦基特,量子点的发光颜色可以用来唯一地“标记”花粉粒,看它们的最终位置。

下一步是寻找一种在野外解剖显微镜下观察荧光花粉粒的经济有效的方法。在那个阶段,明娜还在用一支家庭餐厅的玩具笔,上面有一点他从一位教授那里借来的紫外线LED灯。

我决定设计一个能在解剖显微镜下使用的荧光盒。而且,因为我想让人们用这种方法,我设计了一个可以很容易地以大约5000卢比的价格进行3D打印的盒子,包括所需的电子元件。”(查看视频https://youtu.be/yhs925f13t0)

到目前为止,这种方法和激发盒已经证明了它是一种追踪单个花粉粒的简单而相对便宜的方法:“我做过一些研究,在昆虫用量子点标记的花药访问植物后,我捕捉到它们,你可以看到花粉的位置,哪些昆虫实际上携带了或多或少的花粉。”

但是,这项工作的贴标部分仍然需要数小时和数小时的辛勤计算和检查:“我想在过去的三年里,我可能已经计算了10万多粒花粉,”他笑着说。

作为Stellenbosch大学植物学和动物学系Bruce Anderson教授研究组的博士后研究员,Minnaar将继续使用这种方法来调查这一领域中许多悬而未决的问题。

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相关期刊文章:文章,“用量子点作为花粉标签来追踪单个花粉的命运”发表于周三。2019年2月13日,在《生态学与进化方法》杂志上,可以在https://doi.org/10.1111/2041-210x.13155上在线查阅(这篇文章的早期非同行评审版本可以在biorxiv上免费获得:https://doi.org/10.1101/286047)

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