花粉研究在植物進(jìn)化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域均具有關(guān)鍵意義。從植物進(jìn)化角度而言，花粉數(shù)量的變化反映了植物繁殖策略的適應(yīng)性調(diào)整；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，花粉數(shù)量與作物育種效率、產(chǎn)量緊密相關(guān)；于醫(yī)學(xué)方面，花粉作為過敏原可引發(fā)花粉癥等過敏反應(yīng)，對公眾健康造成影響。隨著研究的深入，傳統(tǒng)的花粉計數(shù)方法已難以滿足日益增長的科研需求，高效、精準(zhǔn)的花粉分析技術(shù)成為亟待解決的問題。

在此背景下，系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為花粉研究帶來了新的曙光。其中，CASY 無標(biāo)記3D細(xì)胞分析系統(tǒng)（以下簡稱CASY系統(tǒng)）憑借其卓越的性能，在花粉數(shù)量計數(shù)、大小測量以及活力評估等方面發(fā)揮著重要作用，成為植物花粉研究領(lǐng)域的得力工具。接下來，我們將通過兩篇文章來深入了解 CASY系統(tǒng)在花粉研究中的應(yīng)用及優(yōu)勢。

Publication 1：《Pollen Grain Counting Using a Cell Counter》
1 傳統(tǒng)方法的困境與系統(tǒng)的優(yōu)勢

• 傳統(tǒng)的顯微鏡計數(shù)室法在花粉計數(shù)中存在諸多弊端�；ǚ蹟�(shù)量在植物中具有重要意義，其在物種間和物種內(nèi)差異顯著，準(zhǔn)確計數(shù)花粉粒數(shù)量對于植物生殖研究和農(nóng)業(yè)育種至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)方法耗時費力，如在擬南芥花粉計數(shù)研究中，需對大量樣本進(jìn)行計數(shù)以獲得可靠結(jié)果，但該方法操作復(fù)雜且效率低下。自動圖像分析法雖有所改進(jìn)，但在處理含異�；ǚ酆退樾嫉臉颖緯r存在困難，且測量花粉大小時易受顯微鏡操作影響，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。

• CASY 系統(tǒng)基于電脈沖原理工作，為花粉計數(shù)提供了新的解決方案。它能夠快速準(zhǔn)確地計數(shù)花粉粒，在文中所述實驗設(shè)置下，計數(shù)時間大幅縮短，每朵花計數(shù)僅需 3 分鐘，相比傳統(tǒng)計數(shù)室法效率提高了五倍以上。這一高效性得益于其高采樣率（1 MHz），能夠在短時間內(nèi)對大量花粉進(jìn)行精確計數(shù)，適用于不同花粉數(shù)量的植物物種，無論是花粉數(shù)量較少的擬南芥，還是花粉數(shù)量較多的 Arabidopsis kamchatica（中文名是堪察加擬南芥），都能輕松應(yīng)對。

2 CASY系統(tǒng)在花粉研究中的多維度應(yīng)用

• 除了快速計數(shù)花粉粒，CASY 系統(tǒng)還能精確測量花粉粒大小。在實驗過程中，它通過記錄電脈沖信號的積分來計算相應(yīng)的體積，將其轉(zhuǎn)換為可生物學(xué)解釋的值，如細(xì)胞直徑，從而實現(xiàn)對花粉粒大小的準(zhǔn)確測量。這一功能為研究花粉的發(fā)育和形態(tài)特征提供了重要數(shù)據(jù)支持。

• 該系統(tǒng)還可評估花粉活力，基于活細(xì)胞和死細(xì)胞細(xì)胞膜完整性不同導(dǎo)致的電信號差異，區(qū)分活花粉和死花粉。在擬南芥花粉研究中，通過實驗展示了其對正�；ǚ酆蛿∮�花粉的有效區(qū)分，為研究花粉的生殖能力和植物繁殖策略提供了有力依據(jù)。

Publication 2：《An improved pollen number counting method using a cell counter and mesh columns》

1 針對特殊植物花粉研究的創(chuàng)新方法

• 日本柳杉等松柏科植物的花粉研究面臨特殊挑戰(zhàn)。這類植物的雄球花具有硬鱗片結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)方法難以使其開裂釋放花粉，導(dǎo)致花粉計數(shù)困難。例如，之前適用于擬南芥和小麥的系統(tǒng)計數(shù)法，無法直接應(yīng)用于日本柳杉。

• 本文提出了一種結(jié)合 CASY 系統(tǒng)和自制網(wǎng)柱的改進(jìn)方法。首先，用杵輕柔碾碎雄球花，然后利用自制的 100 μm和20 μm網(wǎng)柱分別去除大、小碎片，最后將處理后的花粉懸浮液與 CASYton 混合，使用CASY系統(tǒng)進(jìn)行計數(shù)。這一方法成功解決了日本柳杉花粉計數(shù)的難題，且成本較低，自制網(wǎng)柱經(jīng)濟(jì)實惠。

2 CASY 系統(tǒng)在改進(jìn)方法中的關(guān)鍵作用

• 在改進(jìn)的方法中，CASY 系統(tǒng)再次展現(xiàn)出其卓越性能。它能夠在 5 分鐘內(nèi)計數(shù)20,000個顆粒，計數(shù)效率比傳統(tǒng)血球計數(shù)器法提高了100 倍以上。在對日本柳杉兩個克隆的花粉研究中，準(zhǔn)確測量出它們花粉數(shù)量和大小的明顯差異，為進(jìn)一步研究日本柳杉的遺傳特性和繁殖機(jī)制提供了重要數(shù)據(jù)。同時，該儀器還檢測到日本柳杉花粉在特定條件下花粉細(xì)胞從外壁釋放的現(xiàn)象，為深入了解花粉的生理過程提供了新的視角。

CASY 系統(tǒng)：植物花粉研究的理想之選

1 精準(zhǔn)高效的技術(shù)核心

• CASY系統(tǒng)采用先進(jìn)的電脈沖技術(shù)，確保計數(shù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。其高采樣率使得在短時間內(nèi)能夠獲取大量花粉的信息，避免了人工計數(shù)的誤差和主觀判斷。在不同植物花粉的計數(shù)實驗中，均表現(xiàn)出高度的一致性和可靠性，為科研人員提供了可信的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

• 操作簡便快捷，可大大縮短實驗周期。無論是花粉樣本的處理還是測量過程，都能在短時間內(nèi)完成，提高了研究效率。科研人員無需花費大量時間在繁瑣的計數(shù)操作上，從而能夠?qū)⒏�多精力投入到�?shù)據(jù)分析和深入研究中。

2 廣泛的適用性與靈活性

• 適用于多種植物花粉研究，無論是草本植物如擬南芥、小麥，還是木本植物如日本柳杉等，都能在其幫助下實現(xiàn)精準(zhǔn)的花粉分析。這種廣泛的適用性使得CASY系統(tǒng)在植物學(xué)研究領(lǐng)域具有重要地位，能夠滿足不同研究方向和植物種類的需求。

• 可根據(jù)不同植物花粉的特點進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，如在對擬南芥、Arabidopsis kamchatica 和小麥花粉計數(shù)時，設(shè)置不同的毛細(xì)管大小、尺寸范圍等參數(shù)，以確保最佳的計數(shù)效果。這種靈活性使得 CASY 系統(tǒng)能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的實驗條件，為科研人員提供了更多的選擇和便利。

3 推動植物研究領(lǐng)域的發(fā)展與創(chuàng)新

• 在植物進(jìn)化研究中，通過對花粉數(shù)量和特征的精確分析，有助于揭示植物繁殖策略的演變和適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制。例如，對自交和異交植物花粉數(shù)量差異的研究，能夠深入理解植物在進(jìn)化過程中如何調(diào)整繁殖方式以適應(yīng)環(huán)境變化。

• 在農(nóng)業(yè)育種方面，為高效篩選優(yōu)良品種提供了有力支持。能夠快速準(zhǔn)確地評估花粉活力和數(shù)量，幫助育種人員選擇具有優(yōu)良花粉特性的親本，提高育種效率，加速新品種的培育進(jìn)程。

• 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對花粉過敏原的研究也具有重要意義。通過精確分析花粉的數(shù)量和成分，有助于深入了解花粉過敏的發(fā)病機(jī)制，為開發(fā)更有效的診斷和治療方法提供依據(jù)

CASY系統(tǒng)憑借其精準(zhǔn)高效、廣泛適用和靈活多變的特點，已成為植物花粉研究領(lǐng)域的重要工具。它不僅在基礎(chǔ)植物科學(xué)研究中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，還為應(yīng)用導(dǎo)向的農(nóng)業(yè)育種和醫(yī)學(xué)研究提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。CASY系統(tǒng)通過精確測量花粉的粒徑、濃度等參數(shù)，幫助科研人員深入理解植物繁殖機(jī)制、花粉傳播特性以及花粉與環(huán)境的相互作用，從而為植物分類、生態(tài)學(xué)研究、作物改良和花粉過敏防治等領(lǐng)域提供了重要的數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。

隨著科技的不斷進(jìn)步，CASY系統(tǒng)也在不斷地優(yōu)化升級，其功能將更加完善，應(yīng)用范圍將更加廣泛。未來，CASY系統(tǒng)有望在植物花粉研究領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，助力科研人員攻克更多難題，推動植物科學(xué)研究不斷向前發(fā)展，取得更多創(chuàng)新性成果。我們期待CASY系統(tǒng)在未來的研究中繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱，為我們揭示更多植物生命的奧秘，為人類社會的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。