研究目的
开发一个实时成像系统，用于观察渗透胁迫下二穗短柄草根系的生长情况，以研究细胞和组织水平的生长动态及应激反应。
研究成果
开发的微流控系统成功实现了对二穗短柄草根系生长及渗透胁迫响应的实时成像。该系统揭示了胁迫下的生长停滞、细胞形态变化，并验证了包括首次实验证实干旱胁迫下BdDi19基因上调表达在内的多种基因表达模式。该装置有望用于单子叶植物的高精度表型分析。
研究不足
由于单子叶种子体积较大，该系统一次只能对少数通道进行成像。超过48小时的长期维持具有挑战性。短期胁迫（2小时）下的基因表达分析未显示出明确趋势，需要更长时间才能获得确定结果。
1：实验设计与方法选择：
研究设计了一种基于PDMS的微流控装置用于种植二穗短柄草种子，实现根系生长和应激反应的实时成像。采用光学显微镜和荧光显微镜进行观察。
2：样本选择与数据来源：
使用二穗短柄草（品系Bd21-3）种子，经灭菌后在受控条件下萌发。样本在含有Murashige和Skoog培养基的微流控通道中生长。
3：实验设备与材料清单：
PDMS装置、3D打印模具、显微镜（尼康SMZ 1500立体显微镜、蔡司Axio Vert.A1倒置显微镜）、中性红染料、用于渗透胁迫的PEG-6000，以及用于制备和分析的各种实验室设备。
4：实验流程与操作步骤：
种子经过春化处理、萌发后植入PDMS装置。采用顶部和底部成像系统进行延时生长记录和荧光成像。在MS培养基中添加20% PEG施加渗透胁迫。通过qRT-PCR分析基因表达。
5：数据分析方法：
从延时视频中测量生长速率。分析荧光图像以评估形态变化。基因表达数据经标准化处理后采用ΔΔCt方法分析。
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Zeiss Axio Vert.A1 inverted microscope
Axio Vert.A1
Zeiss
Used for fluorescent imaging of roots under stress conditions.
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Nikon SMZ 1500 stereomicroscope
SMZ 1500
Nikon
Used for top imaging of root growth in time-lapse studies.
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PDMS
Material for fabricating microfluidic devices to grow and image plant roots.
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PEG-6000
Used to induce osmotic stress in the growth media.
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Neutral Red dye
Vital stain for fluorescent imaging of live and dead cells in roots.
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Light Cycler 480 II Instrument
480 II
Roche Diagnostics
Used for quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) to analyze gene expression.
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Epson perfection v700 photo scanner
v700
Epson
Used to visualize the full length of seedlings grown in devices.
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WinRHIZO software
Regent Instruments
Used to analyze root and shoot scan images for growth measurements.
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