The zebrafish embryos were widely employed in genetics, development and drug discovery studies as miniatured animal models. Sorting of two-color fluorescent embryos is often required in large-scale experiments but it is challenging to manually sort with high efficiency. Here, we reported a high-throughput sorting system for two-color fluorescent zebrafish embryos. The embryos can be automatically loaded from a sample pool and sorted based on the average fluorescent intensity. The two-color fluorescent signals were split into two lines and detected by an area array camera. The system achieves the sorting of 100 embryos in less than 10min with an accuracy of greater than 95%.

胚胎在发育过程中会逐渐形成具有不同组织和器官的复杂生物体。对胚胎发育的无创实时监测有助于深入了解其形态演变过程和发育规律。光学相干层析(OCT)技术具有无损、高分辨、三维成像等特点,非常适合用于对生物体胚胎的发育情况进行监测。然而,当采用OCT技术检测昆虫胚胎时,虫卵外壳的存在会影响OCT三维重建图的可视化效果,使得卵内部胚胎的三维图无法清晰地呈现。基于此,本文结合OCT成像特点提出了一种消除卵壳影响的图像处理方法。该方法可以自动识别出卵壳区域并予以“擦除”,从而只呈现昆虫卵内部胚胎的清晰三维图像。该图像处理方法对于采用OCT技术研究昆虫胚胎发育具有重要的参考价值。

H1N1流感病毒属于常见的致病性病毒。流行病学调查研究表明, 新生儿表型缺陷与流感病毒感染有关, 但是具体机制还不明确。为了探讨H1N1流感病毒对胚胎发育的影响, 本文通过流感病毒感染孕母鼠来构建流感病毒宫内感染的动物模型, 分别在胚胎发育至E14.5、E15.5、E16.5、E17.5、E18.5 d以及出生1 d后测量各胚胎的体长, 并在体视镜下观察胚胎体表各血管和器官来分析胚胎外表发育的情况, 然后采用阿尔新蓝-茜素红染色法观察各发育时期胚胎骨骼发育的情况。结果表明, 流感病毒感染的小鼠胚胎的体长明显降低。外部器官发育的差异性可体现在眼、耳等器官, 攻毒组成型稍晚, 尾部异常卷曲更为严重。各骨骼发育攻毒组较对照组更迟缓, 但没有出现长短肢或骨骼缺失等严重异常表型。本研究首次构建了流感病毒宫内感染的动物模型, 探究了H1N1流感病毒对小鼠胚胎表型发育的影响。

TGF-β信号家族在生物体生命活动中具有多种发育和生理功能。研究该信号家族在生物体内的表达模式具有重要的意义。gbb是TGF-β信号成员bmp7的果蝇同源基因,为了进一步研究gbb对胚胎发育的影响, 本文采用DNA免疫技术制备得到果蝇GBB多克隆抗体。首先提取果蝇总RNA, 反转录得到cDNA文库,以该文库为模板克隆出gbb基因编码区序列, 构建成真核表达质粒pCAGGS-P7/gbb。采用DNA免疫技术免疫BALB/c小鼠, 取心血分离血清制备了GBB多克隆抗体。免疫印迹试验表明制备的GBB多克隆抗体有效,果蝇胚胎免疫荧光分析表明GBB在果蝇胚胎发育0~9 h无明显表达, 9 h之后开始高效表达。

为了对鸡种蛋胚胎进行雌雄识别, 探究利用紫外-可见-近红外透射光谱进行鸡胚雌雄识别的可行性, 搭建了鸡种蛋透射光谱检测系统, 采用横向和竖向大头朝上2种放置方式获取210枚鸡种蛋孵化0~15 d的光谱, 光谱范围为360~1 000 nm。 构建极限学习机（ELM）鸡胚雌雄识别模型, 通过比较不同放置方式和孵化天数下模型的识别准确率, 发现竖向放置且孵化第7 d的识别效果最好; 将竖向放置孵化第7 d的光谱初步分为紫外（360~380 nm）、 可见光（380~780 nm）、 近红外（780~1 000 nm）、 紫外-可见光（360~780 nm）和全波段（360~1 000 nm）5个不同的波段范围来分析, 预测集准确率分别为8286%, 7714%, 7571%, 8429%和8143%, 筛选出360~780 nm的紫外-可见光波段为有效波段; 在紫外-可见光（360~780 nm）波段, 采用多元散射校正（MSC）去噪, 并用竞争性自适应重加权采样算法（CARS）和连续投影算法（SPA）筛选特征波长降维, 建立不经筛选特征波长、 CARS筛选特征波长和SPA筛选特征波长的3种ELM模型。 其中不经筛选特征波长的ELM模型识别效果最好, 但输入变量最多, 隐含层神经元为680且激活函数为sig时, 预测集准确率为8429%。 SPA筛选特征波长的ELM模型识别效果次之, 输入变量有9个, 隐含层神经元为840且激活函数为hardlim时, 预测集准确率为8143%。 CARS筛选特征波长的ELM模型识别效果最差, 输入变量有27个, 隐含层神经元为100且激活函数为sig时, 预测集准确率为7857%; 用遗传算法（GA）优化ELM模型的权值变量和隐含层阈值, 不经筛选特征波长建立的GA-ELM模型, 预测集准确率为8714%, SPA筛选特征波长建立的GA-ELM模型, 预测集准确率为8714%, CARS筛选特征波长建立的GA-ELM模型, 预测集准确率为8143%。 紫外-可见光波段不经筛选特征波长的GA-ELM模型识别效果和经SPA筛选特征波长的GA-ELM模型相同, 表明SPA筛选的特征波长变量能够有效反映360~780 nm波段的信息, SPA使用的变量数仅占紫外-可见光波段的214%, 因此, 雌雄识别最佳模型为紫外-可见光波段经SPA筛选特征波长的GA-ELM模型, 预测集准确率为8714%, 其中, 雌性识别率为8857%, 雄性识别率为8571%, 单个样本平均判别时间0080 ms。 结果表明紫外-可见透射光谱技术和ELM模型为孵化早期鸡胚蛋雌雄识别提供了一种可行方法。

卵母细胞及早期胚胎在体外提取时难免受到可见光照明的刺激。 但光照明对其体外发育质量的影响仍不明确。 结合体外培养技术、 无损成像技术（全场光学相干层析系统）及三维重构技术, 在光强与曝光时间一致的条件下, 首次实时原位地, 从形态学角度, 分析了不同可见光谱对小鼠卵母细胞及早期胚胎发育质量的影响。 发现（1）与白光照明相比, 蓝紫光显著降低卵母细胞生发泡破裂及第一极体排出比率, 而在绿光及红光照明下, 生发泡破裂及第一极体排出比率明显提高。 （2）与白光组相比, 蓝紫光组囊胚发生率明显下降, 凋亡程度明显加大, 而绿光及红光组囊胚发生率显著上调, 凋亡程度明显减弱。 这表明蓝紫光对小鼠卵母细胞及早期胚胎发育的损伤最大, 而绿光和红光几乎无损伤。

通过波段比和阈值相结合的方法, 分别提取了玉米籽粒全表面结构和胚结构区域的1 000～2 500 nm近红外高光谱信息, 研究了玉米籽粒水分含量与胚结构区域光谱关系, 同时采用竞争性自适应重加权变量选择算法(CARS)、 遗传算法(GA) 、 连续投影算法(SPA)筛选特征波段, 建立并比较偏最小二乘回归(PLS)模型对水分含量的预测效果。 结果显示, 玉米籽粒水分含量与胚结构区域光谱关系显著, 随着水分含量的增加, 光谱反射值逐渐降低。 预测模型结果表明, 基于玉米籽粒胚结构区域光谱信息所建立的CARS-PLS, GA-PLS和SPA-PLS回归模型预测相关系数Rp分别为0.931 2, 0.917 6和0.922 7, 预测均方根误差(RMSEP)分别为0.315 3, 0.336 9和0.336 6, 所选取的特征波段数量分别为9, 14和6, 较基于全表面光谱信息所建模型的特征波段数量分别少了49, 12和24个, 且预测效果与采用全表面光谱信息无显著差别, SPA-PLS算法为基于玉米籽粒胚结构光谱信息的水分含量预测最高效模型。 提取胚结构区域所用光谱波段为1 197, 1 322和1 495 nm, 建立SPA-PLS回归模型所用特征波段为1 322, 1 342, 1 367, 1 949, 2 070和2 496 nm。 研究结果表明, 采用近红外高光谱技术进行玉米籽粒水分含量无损检测时, 提取玉米籽粒胚结构的图谱信息较全表面光谱信息更高效。

以5个赤霉病抗性水平不同的小麦品种为材料, 研究了禾谷镰刀菌粗毒素对小麦成熟胚脱分化与再分化的影响。结果表明, 小麦成熟胚愈伤组织的诱导率和分化率在品种间、毒素浓度间、毒素浓度×品种间差异极显著。低浓度(5 g/L)禾谷镰刀菌粗毒素能够促进抗性较强品种的出愈速度, 高浓度禾谷镰刀菌粗毒素(10 g/L和15 g/L)对成熟胚愈伤组织的出愈速度起到抑制作用, 随着浓度提高, 抑制作用增强。成熟胚愈伤组织的诱导率和分化率随着禾谷镰刀菌粗毒素浓度升高而下降, 品种的抗性越差下降幅度越大。10 g /L毒素浓度, 5个品种成熟胚愈伤组织的SOD活性均比对照(0 g/L)增加; 20 g/L毒素浓度, 5个品种成熟胚愈伤组织的SOD活性均有所下降, 抗性品种苏麦3号和郑9023的SOD活性仍高于对照, 其它3个感性品种低于对照, SOD活性与小麦品种的赤霉病抗性水平存在一定关系。研究结果为小麦赤霉病抗性育种提供了一定的技术支撑。

为了探讨低温对茶树种子特定基因表达的效应, 以便为茶树种子长期低温储存提供分子生物学方面的参考依据, 采用cDNA-AFLP方法对茶树无性系龙井43种子经超低温(-70 ℃)储存1年后种胚的基因转录活性进行了初步分析, 结果显示: 64对引物组合共产生了132条PCR产物。对其中的15条进行克隆测序, 最终获得8条差异片段。在GenBank进行序列分析, 发现有6条与已知功能基因相关, 其中包括参与植物转运、转录、能量产生及老化相关的蛋白, 2条在GenBank数据库中未找到相似序列。