别人家的实验室：植物园里的逆境生物学研究中心

　　——走进上海中科院植物逆境生物学研究中心

　　 分析测试百科网讯 中国科学院上海植物逆境生物学研究中心坐落于风景优美的上海辰山植物园内，由中央“千人计划”顶尖人才、美国科学院院士朱健康教授领衔，是在中国科学院、上海市和国家有关部委联合支持下，依托中国科学院上海生命科学研究院研究平台，与上海市共建的中国科学院直属国立研究机构。

　　研究中心聚焦植物科学前沿领域与生物技术重大战略性科学问题，凝聚一流的研究团队，以知识创新为基础、以解决国家重大战略科技问题为目标，成为植物科学前沿领域与生物技术原始创新的源头、高水平创新人才培养的基地、新型科研体制机制探索的试验田。经过5-10年的不懈努力，建成植物科学前沿与生物技术领域国际一 流的科学研究、学术交流、人才培养与产业促进中心。。

　　2015年10月16日，分析测试百科网小编走进上海植物逆境生物学研究中心，参观了其技术平台之蛋白质和代谢组平台与基因组学平台，对平台之研究方向、仪器使用和研究动态等进行了充分了解。

辰山植物园

科研中心大楼

　　蛋白质与代谢组学平台

仪器平台

平台负责人、研究员 佘益民

　　蛋白质与代谢组学平台的负责人佘益民研究员介绍，该平台着重于发展高分辨的色谱分离和高通量的质谱鉴定新技术，以及稳定同位素标记的准确定量分析方法，并建立相关的科技信息资源，为研究中心的植物交叉边缘学科研究提供强有力的支持。

　　实验室将系统地建立植物蛋白质表达差异分析组学、磷脂蛋白质组学、糖蛋白质组学、蛋白质降解组学、蛋白质复合物结构组学、蛋白质相互作用组学和有机代谢组学的方法研究，进一步创立和完善植物蛋白质序列、修饰、天然有机物和代谢产物的质谱检索数据库和生物信息学辅助数据分析系统，全面地发现和验证新的植物代谢相互作用网络和分子间信号传导途径、蛋白质靶向物及生物标志物在细胞体内的结构和功能关系。

植物培养室

样品室

　　该平台拥有多台仪器设备，包括多个大型仪器如质谱、液相色谱、ICP-MS、AKTA pure蛋白质层析纯化系统和超低温冰箱等及小型仪器设备核酸蛋白分析仪、高速离心机、真空离心浓缩仪和植物培养箱等。

Sciex TripleTOF 5600 四极杆飞行时间串联质谱仪

　　 ESI QqTOF MS是以电喷雾电离为离子源，使用四极杆飞行时间质谱对复杂有机代谢产物、蛋白质和小肽进行分析检测的质谱技术。此仪器基本结构包括: (1) 进样系统； (2) 电喷雾电离源(ESI)； (3) 离子导向； (4) 四极杆离子选择； (5) 碰撞池； (6) 离子光学系统； (7)飞行时间质量分析器(TOF MS)； (8) 多通道TDC检测器； (9) 真空系统； (10) 计算机控制和数据分析系统。

Thermo Q Exactive质谱仪

　　台式Q Exactive 质谱仪结合了高性能四极杆的母离子选择性与高分辧 (140,000 FWHM)的Orbitrap质量测定技术，提供高精度的目标物或非目标物的SIM筛选和大规模的自动MS和MS/MS快速切换定性定量分析。此仪器使用独特的S-lens离子源设计，为高效的离子传输提供了更佳灵敏度。此外，通过减少离子的采集时间可以获得快速的离子扫描速度。仪器具有高达 100,000的质谱动态范围和检测非常低丰度的蛋白，肽和代谢产物。

安捷伦7890B气相色谱仪

PerkinElmer NexION 300D ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪

　　 ICP-MS是以电感耦合等离子体为离子源，以四极杆质谱分析器进行检测的无机多元素分析技术。此仪器基本结构包括: (1) 进样系统； (2) 电感耦合等离子体源(ICP)； (3) 三锥接口(采样锥、截取锥、超截取锥)； (4) 离子光学系统； (5) 碰撞池/反应池； (6) 四极杆质量分析器(MS)； (7) 检测器； (8) 真空系统； (9) 计算机控制和数据分析系统。

Sciex TOF/TOF TM5800

　　TOF/TOFTM 5800 系统为蛋白的鉴定和相对定量分析提供最快、最可靠的途径。该系统具有无可比拟的速度和灵敏度，使其成为生物标志物发现、MALDI质谱成像和蛋白质鉴定的理想平台。LC MALDI TOF/TOF系统的分析速度相当于LC ESI MS/MS。

PEAK AB-3G氮气发生器

　　AB-3G 型号氮气发生器是专门为SCIEX 公司的液相色/质谱联用(LC/MS) 仪器的使用而设计的。

Waters Acquity UPLC H-class Bio系统

　　通过生物兼容的流路设计，无论色谱模式是反相（RP）、离子交换（IEX）、排阻（SEC）亦或亲水作用（HILIC）色谱模式，ACQUITY UPLC H-Class Bio系统都可保持大分子的完整和移动，从而拥有更高的样品回收率而无样品残留。

　　ACQUITY UPLC H-Class Bio系统提供了UPLC优势 –为蛋白质、多肽、核酸和多糖的分析而精心打造。建立在ACQUITY UPLC H-Class系统的基础之上，通过流通针式进样针设计、四元溶剂输送系统和AutoBlend Plus™技术，ACQUITY UPLC H-Class Bio系统在生物分离时拥有以往更多的控制。

PerkinElmer Flexar液相色谱仪

GE AKTA pure蛋白质层析纯化系统

　　ÄKTA™pure 是一台灵活直观的层析系统，可用于快速纯化从微克到克水平的蛋白、肽和核酸等目标产物。同时ÄKTA™pure是一台可靠的系统，它的硬件以及Unicorn软件与各种层析柱和填料仪器可满足任何纯化挑战。系统支持各种层析技术，并满足需要提供最高纯度的自动化要求。

Sciex ekspert ™nanoLC 415

　　ekspert nanoLC支持最新的定量蛋白质组学技术 — 运用基于MS/MSALL技术的SWATH™采集模式。结合cHiPLC®多用途的工作流程，ekspert nanoLC是目前唯一的，能在繁忙的多用户实验室中快速地、巧妙地由探索发现新蛋白切换到靶向多肽定量的系统，为蛋白组学和蛋白质研究流程提供专家级别的选择。

　　此外佘益民介绍，植物蛋白质与代谢组学平台还提供以下分析技术支持：

　　1.痕量及超痕量多元素的定性和定量分析

　　2.天然有机物和代谢产物的结构鉴定和定量分析

　　3.高通量蛋白质的鉴定和未知蛋白中多肽序列的从头定序测定

　　4.蛋白质组的稳定同位素标记和准确定量分析

　　5.蛋白质翻译后修饰(磷基化、乙酰化、糖基化和泛素化等)的定位和结构分析

　　6.蛋白质相互作用及蛋白质的表面结构拓扑学分析

　　基因组学平台

　　基因组学平台的负责人是张蘅研究员，据介绍平台的目标是利用最好的技术为研究者提供完整和高性价比的基因组学解决方案。平台目前配备有3台Illumina高通量测序仪：2台HiSeqTM 2500和1台MiSeqTM，每日最高数据产量可达95 Gb。平台在各种应用上都有充足的经验，例如：重亚硫酸盐测序（DNA甲基化），RNA测学，染色体免疫沉淀测序（RNA-seq），全新测序和定向重测序。其二代测序服务不仅面向本中心的研究人员，也面向全世界的研究者。

　　此外，该平台还拥有多台仪器设备，包括自动化工作站、CBot、QIAcube、Blue Pippin、电泳仪Sage ELF、ABI QuantStudio 12R Flex 、安捷伦2100生物芯片分析系统、PCR仪、covaris的M220等。

Illumina HiSeqTM 2500

　　HiSeq 2500高通量测序平台，拥有高通量运行和快速运行两种模式，提供多种读长选择，也可使用一个或两个流动槽，使之成为一个灵活且可扩展的平台。高产量模式 沿用HiSeq 2000的运行方式，单次运行可以产出600G，特别适合样品量较多，或需要最深度覆盖的应用。快速运行模式最多能在一天之内产生100G左右的数据量， 还能提供2×250 bp的读长，有助于改善de novo应用的组装效果。

Illumina MiSeqTM

　　MiSeqTM小型测序平台，是一台内置簇生成和数据产生的测序仪，具有测序速度快，数据准确的优点，可实现300bp×2的测序长度，具备革命性的便捷流程。

PerkinElmer自动化工作站

QIAGEN Rotor-Gene Q PCR 仪

　　Rotor-Gene Q 独特的离心转子式设计令其成为全世界最精确的实时定量PCR 仪之一，也是具有最宽广的光学范围的实时定量PCR 仪之一，可互换的转子适合不同反应体积和试管类型，不同规格的孔板均与QIAgility兼容，从而实现PCR 体系构建的自动化。

ABI实时PCR仪

Sage science 的Blue Pippin 全自动核酸片段回收系统

　　Blue Pippin回收的片段范围：50bp－50kp，样品通量：1－5个样品，回收效率：50－80％。Pippin Prep系统包括一次性的5泳道预制胶电泳槽，一个带有DNA荧光检测光路单元(非紫外)的电泳平台。运行中，软件通过实时光路检测，和参考泳道中的DNA ladder进行比对，确定已经设置回收长度范围的DNA片段到达洗提泳道(elution channel)的准确时间

　　 通过电极切换，打开洗提泳道，使目标片段进入洗提通道的回收室中，从而实现回收。然后电极再次切换，洗提泳道关闭，剩余的DNA分子进入原先的分离泳道(separation channel)。

Qiagen的 QIAcube核酸纯化仪

　　QIAcube 工作站通过对QIAGEN离心柱的自动化操作而简化了样本的纯化过程。其上应用的试剂盒是QIAGEN的手工试剂盒，这真正实现了无需人工干预的自动化。纯化过程的所有步骤都是自动化的，每轮可操作多达12 个样本。不断丰富的纯化程序现已增至近百种。

Sage ELF核酸与蛋白分馏仪

　　自动化、标准化的操作流程；适用于珍贵DNA样本的测序；适用于Mate Pair Sequencing；提高蛋白质组学质谱检测的灵敏度，目前是中国唯一的一台。

ABI QuantStudioTM 12R Flex实时荧光定量PCR芯片系统

　　QuantStudio™ 12K Flex系统每次运行能产生超过12,000个高质量的TaqMan®数据点，而每天8小时工作最多能产生11万个数据点。

Illumina CBot

　　CBot自动化系统能从单分子DNA模板中产生克隆簇，为Genome Analyzer的边合成边测序做准备。CBot是一种即插即用，用户可自行安装的系统，用于测序文库的克隆扩增。它的自动化设计排除了用户干预，能够在四小时内完成克隆扩增，而手工操作时间仅为10分钟。

Bio-Rad电泳仪

Covaris M220 Focused-ultrasonicator™

　　M220 Focused-ultrasonicator™是专为下一代测序技术设计的，要求片段在150bp -5kb之间，紧凑的尺寸设计和易用性使其成为MiSeq™ 和PGM™用户的DNA剪切的理想解决方案。

Labchip

安捷伦2100生物芯片分析系统

　　该系统提供用于DNA、RNA、蛋白质和细胞分析的解决方案，30 分钟内给出结果，提供自动化、高品质的数字化数据。

美国AATI Fragment AnalyzerTM 全自动毛细管电泳系统

　　Fragment AnalyzerTM全自动毛细管电泳系统是基于荧光检测技术和毛细管电泳技术发展而来的新型DNA/RNA片段分离仪器，它采用敏感的嵌入染料以及强大的LED光源，避免了传统方法中对荧光标记引物的依赖。目前，Fragment AnalyzerTM全自动突变检测系统已成功应用于水稻、玉米、小麦、莴苣、西红柿、大豆的反向遗传学TILLING研究中。