Visikol植物透明化试剂和水合氯醛
长期以来，研究人员一直使用显微镜观察样本进行生物研究。在植物科学、植物病理学和解剖学研究中，当试图在显微镜下观察细胞时，会遇到一些独特的挑战。大多数植物组织含有色素或其他不透明结构，因此它们需要经过透明化处理来提高可视化程度。此外，当光通过光学透明的组织和细胞器时，组织内各成分的不同折射率会使光散射，模糊感兴趣的内部结构，严重降低图像的清晰度。因此，为了尽可能得到好的图像，组织经过清除剂处理，以去除内部色素沉着和提高组织中媒质成分的折射率。在关于植物透明化的文献记录中，常用的清除剂之一是酸化水合氯醛（Lersten, 1967）。水合氯醛的高折射率（约1.4280）特性使其成为一种理想的透明化试剂，具有良好的渗透力及溶解植物样品内细胞内含物的能力。水合氯醛用作水溶液，往往需要添加甘油以防止结晶，两者结合常用于临时制片观察不同种类的植物结构（见表1）。但是水合氯醛具有强麻醉作用，在美国水合氯醛属于附表IV物质，由美国毒品强制管理局（DEA）控制，大大限制了用于科研的机会。2020年，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单整理参考，水合氯醛仍在2A类致癌物清单中。而在实际配置透明剂时一般使用水合氯醛粉末剂，需在生物通风橱中操作，存在一定的安全隐患。
| 来源 | 标题 | 样本 |
| McBryde, 1936 | A Method ofDemonstrating Rust Hyphase and Haustoria in Unsectioned Leaf Tissue | 菜豆，八角莲，伏牛花 |
Arnott, 1959 | Leaf Clearings | 丁香，穗子，茶树 |
| Lersten, 1967 | An AnnotatedBibliography of Botanical Clearing Methods | 苔藓（全株） |
| Shobe and Lersten,1967 | A Technique forClearing and Staining Gymnosperm Leaves | 裸子植物，水杉 |
Herr, 1971 | A New Clearing-SquashTechnique for the Study of Ovule Development in Angiosperms | 被子植物，桂皮，丁香蓼 |
| Gardner, 1975 | A Overview ofBotanical Clearing Techniques | 综述 |
Lersten, 1986 | Modified ClearingMethod to Show Sieve Tubes in Minor Veins of Leaves | 大豆，其他双子叶植物 |
| Jackson and Snowdon,1990 | Atlas of Microscopyof Medicinal Plants | 草本植物 |
Herr, 1993 | Clearing Techniquesfor the Study of Vascular Plant Tissues in Whole Structures and Thick Sections | 紫藤，卷柏 |
Liang and Herr, 1994 | Use of theFour-and-a-Half Clearing Technique to Study Gymnosperm Embryology: Cunninghamialanceolata | 杉木 |
Villani等人（2013）描述了一种新的配方——Visikol产品，可以有效替代水合氯醛作为显微镜观察的透明剂。他们将生姜、冬青、罗勒、牛至及拟南芥组织样本分别使用Visikol试剂（折射率为1.4450）和水合氯醛进行透明化处理及显微观察，结果表明Visikol试剂对所有被测组织样本完全可以达到与水合氯醛一样清晰度的成像效果。此外利用Visikol试剂处理整个植物叶片，可以得到不同成像深度的结果（见图1）。图1. Visikol试剂透明化植物不同组织后成像结果：罗勒叶片上有气孔的表皮、油腺细胞(图1A)和叶肉细胞(图1B)。牛至叶脉上的表皮毛(图1C)、头状油腺细胞(图1D)和盾状油腺细胞(图1E)和叶肉细胞(图1F)。拟南芥根尖分生组织细胞(图1G)和木质部导管分化(图1H)。
论文原名：Increasing seed size and quality by manipulating BIG SEEDS1 inlegume species
译名：在豆科植物中通过BIG SEEDS1基因调控提高种子大小和重量
期刊：PNAS
案例应用介绍：植物器官，如种子，是人类和动物的主要食物来源。种子大小是作物在驯化过程中所选择的主要农艺性状之一。豆类种子是膳食蛋白和油脂的主要来源。文章报道了在豆科植物中BIG SEEDS1（BS1）基因在控制种子大小和重量的作用。BS1编码一种植物转录调控因子，在控制植物器官的大小方面发挥关键作用，包括种子、种子荚和叶子。重要的是，通过下调大豆BS1基因，显著增加了种子的大小、重量和氨基酸含量。研究结果为提高豆科植物的产量和种子品质提供了策略。
为了了解BS1如何控制种子大小，文章首先在野生型（WT，A17）和突变株（mtbs1-1）的豆科苜蓿种子中观察了胚胎形成过程。经过Visikol试剂对两者种子进行透明化处理后，显微成像分析清晰地显示，从早期胚胎阶段到鱼雷形胚胎阶段，mtbs1-1中的胚胎和胚乳与A17中的没有区别（图2）。结果表明BS1不影响早期胚胎的发生。这一发现与形态学观察一致，即仅在发育后期mtbs1-1突变体的种子比WT大。可见在显微成像方面，通过Visikol试剂对植物完整种子进行透明化处理，为形态学观察结果提供有力证据上起到了好的作用。
图2. 野生型（A17）和突变株（mtbs1-1）的豆科苜蓿种子中的胚胎发育：野生型（A17，图2A上排）和突变株（mtbs1-1，图2A下排）胚胎发育的显微成像结果。SC，种皮；En，胚乳：E，胚；S，胚柄；DPA，花后天数。野生型（A17）种子的球形胚期（图B左）和心形胚期（图C左）；突变株（mtbs1-1）种子的球形胚期（图B右）和心形胚期（图C右）胚胎发育的显微成像结果。胚（图A-C中红色线区域）和胚乳的测量结果（图D）。
1. Lersten, N.R.1967. An annotated bibliography of botanical clearing methods. Iowa StateJournal of Science 41: 481-486.2. IARC. Agentsclassified by the IARC Monographs volumes 1-127. 2020.3. Villani TS, KorochAR, Simon JE. An improved clearing and mounting solution to replace chloralhydrate in microscopic applications. Appl Plant Sci.2013;1(5):apps.1300016.4. Ge L, Yu J, Wang H,et al. Increasing seed size and quality by manipulating BIG SEEDS1 in legumespecies. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016；113(44)：12414-12419.
Visikol for Plant Biology试剂是专为植物样本设计，可替代水合氯醛，快速、易用，样本无需固定前处理，与免疫组化兼容。Visikol产品系列家族（见图3）覆盖了动物完整组织，3D细胞培养模型，动物胎儿（骨骼可视化）以及植物样本，快速、易用，为满足不同科研成像需求提供了有力、便捷的工具。
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