专业实验室

系统与进化植物学国家重点实验室设有9个功能实验室,包括结构植物学实验室细胞学实验室分子生物学实验室DNA序列分析室扫描电子显微镜室蛋白质分析实验室生物信息室化石分析室以及实验温室。拥有扫描电子显微镜、荧光万能显微镜、全自动基因分析仪、 超速离心机、蛋白质纯化及分析系统、大型计算机集群等先进仪器设备。

结构植物学实验室

制备各种植物组织的石蜡切片和应用组织原位杂交技术,从事形态解剖学、胚胎学、花器官发育研究和重要基因在植物器官组 织中差异表达等实验工作。由切片室、染色室及显微观察室组成,主要仪器设备有半自动切片机,包埋机,正置荧光显微镜和体视显微镜 等。

负责人:温 洁 (62836437;jwen@ibcas.ac.cn)

主要仪器:正置荧光显微镜、德国Zeiss公司生产的Axio Imager A1正置荧光显微镜。

功能及应用:配有明场,荧光光源,用于组织永久切片或染色体永久制片的观察照相; 配有微分干涉显微观察用DIC配件, 可进行活细胞的观察照相;Zeiss AioVision图像分析软件具备图象优化处理、标尺标注、测量等功能。

细胞学实验室

从事植物的染色体组及基因组系统关系的研究,如常规植物染色体的核型分析,探讨植物染色体的进化式样;植物染色体原位杂交技术(包括荧光原位杂交 –FISH和基因组原位杂交–GISH),实现不同基因或不同基因组在染色体上的物理定位,研究染色体的组成、进化模式等。拥有的仪器设备包括荧光万能显微镜,相差显微镜和普通显微镜,满足从器官、组织到细胞乃至基因不同研究层次的需要。

负责人:徐秀苹(62836089; xpxu@ibcas.ac.cn)

主要仪器:荧光万能显微镜、德国Leica 公司DMRBE荧光万能显微镜。

功能及应用:配有明场和荧光光源,用于染色体永久制片或组织永久切片的观察照相。

分子生物学实验室

开展植物居群遗传学分析、分子系统发育重建、分子进化、分子生物地理学及分子生态学等研究工作。能完成DNA指纹分析(RAPD、SSR、ISSR、 AFLP等)、分子克隆和DNA序列分析等工作。迄今拥有多台荧光定量PCR仪和梯度PCR仪、多台冷冻离心机、超纯水系统、凝胶成像系统、多种型号的 PCR仪、DNA杂交炉、冷冻干燥仪、超低温冰箱及各种常规分子生物学实验设备。

负责人:孟凡臣 (62836150;mengfanchen@ibcas.ac.cn

主要仪器:

1. MX3000P荧光定量PCR仪:美国安捷伦公司Stratagene MX3000P荧光定量PCR仪;该仪器可精确温度控制;快速升降温;具 4种荧光选择;扫描式检测,无需内参校正。

功能及应用:可进行(多重)绝对定量PCR、相对定量PCR、SYBR Green I定量及熔解曲线分析、SNP分析、Molecular Beacon熔解曲线分析等;提供多种数据显示模式,用户可根据自己需要选择扩增曲线模式、熔解曲线模式、标准曲线模式、原始荧光信号模式、最终定量结果模式等。

2. Rotor-Gene 3000荧光定量PCR仪:德国凯杰公司Rotor-Gene 3000荧光定量PCR仪;为离心式热循环仪;高灵敏度和精确定量;LED光源,PMT检测,实时检测;4通道激发光源,6个滤光片检测体系,多种荧光染料可选。

功能及应用:可进行(多重)绝对定量PCR、相对定量PCR、熔解曲线分析、SNP检测和等位基因鉴定。

3. 高级荧光化学发光系统:基因公司Genegnome G-Box 成像仪;仪器暗箱密闭性好; 灵敏度高;应用于所有化学发光实验-膜、胶、平板、点杂交以及芯片(ECL、SuperSignal、LumiGlo)。

功能及应用:用于基因表达差异分析(相对定量);等位基因分型,SNP分析;转基因(GMO)检测等。应用范围有杂交检测中的信号物质(非放射性标记)、核酸杂交、蛋白印迹、酶联免疫(Elisa)、dot/slot杂交、原位杂交、噬菌体文库筛选、菌落文库(质粒文库)筛选等。

DNA序列分析室

大型仪器室之一。现拥有美国ABI 3730XL全自动基因分析仪。主要进行基因组、质粒、PCR产物等序列测定和DNA片段多态性分析,如SNP基因分型等。该实验室还配备有热电离心机一台,以及涡旋仪、小型离心机等设备。

负责人:靳婉青 (62836494/6925;sequencejin@ibcas.ac.cn

主要仪器:全自动基因分析仪

美国ABI 公司AB 3730XL全自动基因分析仪;具双光束双侧激发激光,光栅分光装置和后置超薄CCD检测成像系统;自动进样器及样品孔打孔装置;内置样品板条形码自动识别;五色荧光实时  监测;使用50cm毛细管,可使读序长度达1100bp,精确度800bp以上。

功能及应用:基因组、质粒、PCR产物等序列测定;DNA序列测定与片断分析为基础的DNA多态性分析。

扫描电子显微镜室

大型仪器室之一。从事各类植物器官、组织和结构的超微表面形态观察,如植物花粉、表皮、花器官、种子等植物样品表面结构与形态研究。拥有日立S-4800冷场发射扫描电子显微镜一台,冷冻干燥仪、CO2临界点干燥仪、离子溅射仪等配套设备。

负责人:徐秀苹 (62836089;xpxu@ibcas.ac.cn

主要仪器:扫描电子显微镜

日本日立公司HITACHI S-4800冷场发射扫描电镜;其二次电子像分辨率可达1.0 nm;放大倍率为20—800000x ;样品台:X Y Z 三轴马达驱动;二次电子探测器(高位/低位);信号选择包括SE(二次电子)信号,X射线信号,辅助信号等。

功能及应用:植物器官、组织和结构的超微表面形态观察。

蛋白质分析实验室

进行蛋白质双向电泳及成像分析、目的蛋白的富集纯化与分析和蛋白质浓度测定等相关实验工作。配有超速离心机、双向电泳系统、蛋白纯化系统、多功能成像系统、多功能酶标仪以及紫外-可见分光光度计等蛋白质分离纯化、检测分析设备。

负责人:孟凡臣 (62836150; mengfanchen@ibcas.ac.cn)

主要仪器:

1. 超速离心机:美国贝克曼公司Beckman Optima L-100XP超速离心机;其主机最高转速达100,000 rpm,最大离心力为 802,400 xg。

功能及应用:进行核酸、蛋白、细胞器的分离和制备;病毒及亚细胞组份分离、蛋白梯度分离、脂蛋白分离、RNA梯度沉淀、质粒DNA提纯等。

2. 蛋白纯化系统:美国伯乐公司 BioLogic Duoflow系统;为双柱塞双泵系统,其最大流速达20ml/min、最大压力达3500psi(23.3MPa);连续波长紫外-可见光多波长检测器,四波长同时检测 190-740nm;选用AVR7-3自动进样阀,固定样品环体积:0.1-5ml,大体样品可通过层析泵或动态样品阀自动进样;BioFrac方形组分收集器:具有四种模式功能,即全收集、UV阈值收集、时间窗收集、时间窗加UV阈值收集,适用1.5ml/2ml的收集管或收集瓶;

功能及应用:适用于各种生物大分子和小分子的层析技术,包括凝胶过滤、离子交换、亲和层析、羟基磷灰石、疏水层析以及反相层析技术;快速完成各种生物分子如蛋白质、核酸、肽的纯化和制备;适用于生物大分子分离纯化新方法新工艺的实验条件优化。

3. 多功能检测仪:美国贝克曼公司Beckman DTX-880多功能检测仪;为荧光、自发光和光吸收度检测等功能合为一体的集成检测系统;多种检测模式,如荧光强度(紫外与可见光范围)检测、连续发光检测、光吸收(紫外与可见光范围)检测、光偏振(FP)检测、时间分辨荧光(TRF)与荧光共振能量传递(FRET)检测等。

功能及应用:细胞生物学、免疫学、蛋白功能研究和药物开发等领域,如酶联免疫分析(ELISA)、蛋白和核酸定量、基因表达分析(报告基因检测)、细胞活性、增值分析和酶动力学研究等

4. 分子成像系统:美国伯乐公司Bio-rad PharosFX成像系统;具多通道激光器:532nm的内置激光器、488nm和635nm的外置激光器;样品槽可容纳各种屏、凝胶和膜;组合有多款发射光滤光片,激光器和发射光滤光片,可对绝大多数荧光染料和标记进行检测;结合PDQuest二维胶分析软件可用于检测和分析蛋白质二维胶,配合488nm和635nm的外置激光器以及532nm的内置激光器可以进行多通道荧光分析。

功能及应用:用于检测和分析转印膜、核酸及蛋白凝胶,尤其适用于检测和分析蛋白质二维胶,如DIGE差异荧光分析和使用Pro-Q染料染色的磷酸化和糖基化蛋白质分析。

5. 蛋白质双向电泳系统:美国伯乐公司双向电泳系统,包括IEF等电聚焦仪、MP4多功能微型垂直板电泳系统、ProteanⅡXL垂直板电泳系统、高通量大型垂直板电泳系统以及PDQuest高级分析软件。

功能及应用:根据蛋白质等电点和分子量的差异分离纯化蛋白质,构建蛋白质组双向电泳图谱等。

生物信息室

大型仪器室之一。高通量技术的飞速发展及植物基因组数据迅速增加,使海量生物学数据处理日益成为研究工作的重要环节。生物信息室以生物学数据存储、分 析、处理、整合为中心,依托高性能并行计算环境,综合应用随机模型、统计推断、机器学习等计算方法,为具体生物学问题研究提供解决方案和计算支持。目前在 研工作集中在分子进化与分子系统学分析、植物比较基因组及基因组进化、大规模表达数据以及新一代高通量测序数据的处理和分析等领域。

负责人:李 哲 (62836150; lizhe@ibcas.ac.cn)

主要仪器:现有曙光公司并行计算环境包括LINUX集群一套、高性能PC服务器三台,以及与之配套的高性能磁盘阵列存储系统。

1. LINUX集群拥有16个计算节点和4个胖节点。计算节点和胖节点均配置有双路Intel Xeon 5130处理器,分别配置内存4GB和8GB。4个胖节点包括两台任务分发服务器,一台胖计算节点服务器和一台数据节点服务器。集群通过数据节点服务器共享8TB SCSI磁盘阵列。

功能及应用:用于并行生物信息学计算,主要包括序列比对、分子进化分析、系统发育关系重建以及群体遗传学数据分析等。

2. 三台高性能PC服务均配置有四路AMD Opteron 6168 多核心处理器,每处理器16核心,同时配有256GB内存。

功能及应用:用于新一代高通量测序数据的处理和分析以及较为复杂的统计计算。针对高通量测序数据分析需求,配置有30TB高性能光纤磁盘阵列。

3. 公用机房拥有PC桌面机七台、IBM PC工作站一台以及苹果iMac两台。

功能及应用:用于交互式生物信息学软件,包括系统发育重建、群体遗传分析以及蛋白质结构模拟。

化石分析室

由大化石实验室和孢粉实验室组成,前者以宏观植物化石为主要研究对象,采用切片法、揭膜法等对化石进行分析,侧重研究植物的系统发育和演化;后者以微 观的新生代孢子和花粉为研究对象,通过孢粉分析和鉴定,取得古环境下的植物信息,侧重研究植被的发展历史和气候的变迁。

负责人:蔡 清(62836494; caiqing@ibcas.ac.cn

仪器设备有正置显微镜,体式显微镜,国产切片机、单盘磨片机、台式磨片机、调速抛光机、低速离心机等。

实验温室

负责各研究课题所需野生植物材料的栽培、迁地保护、人工杂交实验等工作,提供形态学、解剖学、细胞学、孢粉学、胚胎学和分子系统学等实验所需的活体材 料。科研温室目前有玻璃温室560平方米,人工气候室20平方米;主要栽培有苏铁科、金粟兰科、马兜铃科、毛茛科、芍药科、苦苣苔科、茄科、禾本科、百合 科及兰科等植物材料。

负责人: 陈岩 (62836542; chen_yan@ibcas.ac.cn