试验平台

资源植物综合开发利用研究试验平台

发表日期:2016-09-18  付 昀  打印  放大 缩小  【关闭

平台介绍

 

“资源植物综合开发利用研究试验平台”为2012年新建平台,重点依托、归属于版纳植物园中心实验室。平台以丰富的热带亚热带资源植物为研究对象,主要包括木本油料能源植物(如小桐子)、木本食用油料植物(如南美油藤)和民族药用植物等,为资源植物优良品种培育、高产栽培、天然产物检测和提取,以及植物形态解剖学研究等提供关键技术支撑服务,以促进西南地区资源植物的产业化发展。

星油藤果实(自潘帮珍)

版纳园生产的星油藤油(自刘清)

能源植物小桐子栽培种植(自潘帮珍)

 

围绕我园十三五战略规划,紧密结合既有资源植物研究基础,“资源植物综合开发利用研究试验平台”将协同相关科研课题组力图实现以下目标:

1.植物激素在促进高产植物品种选育中的机理研究;

2.显微观测系统在资源植物形态解剖学研究中的基础作用;

3. 显微观测系统在利用古植物进行古气候重建研究中的基础作用;

4.色谱技术对傣药活性成分的追踪与开发利用的促进作用;

5.气质联用仪促进理解自然界昆虫-植物相互作用关系;

王力指导哈佛大学Peabody 博物馆Larry Flynn 博士进行超景深显微镜制样(自冯卓)

版纳园和芝加哥大学联合培养研究生利用超景深显微镜观察蚂蚁标本(王力摄)

版纳园外籍博士研究生在使用体视显微镜(王力摄)

版纳园研究生使用激光共聚焦显微镜(王力摄)

平台在2012-2014年间,得到中科院“修购专项”的支持,购置了微观观测系统,包括五台显微镜,如激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、超高分辨率全自动体视荧光显微镜、研究级正置荧光显微镜和超景深三维立体显微镜,以及配套制样设备,如临界点干燥仪、喷金镀膜仪、轮转切片机、全自动生物组织包埋中心、摊片机和烘片机等。该微观观测系统具有宽广的观测范围,可用于观测从亚细胞结构到厘米级别的生物体、从活细胞到化石等不同尺度或特性的样品,包括叶片、木材、花、果实、种子、孢粉、叶片角质层、细菌、微体藻类、植物化石以及活性炭等等。

显微观测平台各显微镜使用情况(王力摄)

显微观测平台的植物形态解剖实验室样品前处理设备(王力摄)

平台在有机化学分析方面拥有完备和先进的仪器,包括高效液相色谱仪、超高效液相色谱质谱联用仪、气相色谱质谱联用仪、高效逆流色谱仪等,为天然产物化学、动植物关系研究、动物行为学研究、环境检测等领域提供了坚实的技术支撑。

色谱质谱实验室的仪器设备(王力摄)

曹力工程师操作GC-MS;      唐霆工程师指导研究生进行实验

唐霆工程师和课题组研究人员探讨逆流色谱仪的操作; 高效液相色谱仪的技术培训

(王力摄)

经过近5年的建设,“资源植物综合开发利用研究试验平台”的技术支撑能力不断获得提升,开始促进越来越多的研究成果的产出。该平台自2011年至2015年共支撑论文35篇(影响因子累计99)包括著名的杂志如Scientific Reports, Applied Energy, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, Industrial Crops and Products等等。

资源植物综合开发利用研究试验平台所支撑的研究成果

经典研究案例:

1)蜜蜂的“谍报战”

大蜜蜂(Apisdorsata)与黄猄蚁(Oecophylla smaragdina)同域分布且互为被捕食者和捕食者。黄猄蚁攻击性很强,能巧妙地埋伏在花冠下等待授粉大蜜蜂访花时进行捕食。然而,在无法通过视觉信息感知捕食危险存在的情况下,大蜜蜂能利用嗅觉截取捕食者信息并做出回避反应。该研究得到气质联用仪的技术支撑。(Li Jianjun, et al. 2014. Animal Behaviour

 

躲在花丛中的蚂蚁(自李建军)         被捕获的蜜蜂(自李建军

挣扎中的蜜蜂释放的报警激素; 蚂蚁踪迹信息素的提取(自李建军)

2)榕树-榕小蜂协同演化关系的新发现

以五种同域分布榕属形态种及其传粉榕小蜂为研究对象,研究发现:每种榕树的雌花期榕果挥发物都能吸引一种以上的传粉榕小蜂。近缘榕树的榕果挥发物更加相似,且具有更高水平的传粉者共享和种间基因交流。本研究证实传粉者共享和种间基因交流在同域分布的雌雄异株榕树间较普遍存在,而雌花期榕果挥发物的种间相似性及其对多种传粉榕小蜂的吸引能力很可能是造成这一格局的原因。该研究揭示了发散式协同进化(而非严格意义的协同进化)很可能在榕树-榕小蜂专性系统中更为普遍(Wang et al, 2016. Proc. R. Soc. B )。

五种近缘榕树种间均检测到一定程度的基因交流(自王刚)

3)昆明桃化石

古生态组研究人员利用本平台的扫描电镜对云南发现的世界上最早的桃核化石和现代桃核进行微形态结构对比研究,为桃核化石的鉴定提供了强有力的证据。这一发现极大地推进了桃的演化历史。该研究发表在Scientific ReportsSu et al., 2015)上,并被Nature 中文网站评为201511月的研究亮点。

昆明桃化石和现代桃的大形态及SEM拍摄的表皮和石细胞的微形态(自苏涛)

4)细胞分裂素处理促进小桐子雌蕊发育

小桐子为重要的能源植物。研究发现植物生长调节剂噻苯隆(thidiazuron)在调控小桐子花性别决定方面具有双重作用,即促进雌蕊发育和逆转雌花中雄蕊的败育。本平台的扫描电

镜清晰地展现了这个结果。该结果为进一步研究小桐子及其他非模式植物的性别决定机制提供了重要线索(Pan et al, 2016. Industrial Crops and Products)。

扫描电镜下的小桐子雌蕊和雄蕊形态(自潘帮珍)

 

 

 

 
 
附件: