《Frontiers in Plant Science》：Providing maceration protocols for xylem and phloem research
编辑推荐：
本文系统评述了基于Franklin溶液（乙酸-过氧化氢）的植物维管组织离析技术，提出三种优化方案（P1-P3），解决了传统Jeffrey法毒性高、细胞易损的技术瓶颈。通过标准化样本处理、染色及永久/非永久制片流程，首次实现木质部与韧皮部细胞的高通量、高保真分离，为植物生理生态学（如导管分子长度、筛板超微结构量化）及林木工业（如材性预测）提供关键技术支撑。
引言：维管组织研究的离析技术需求
木质部（xylem）与韧皮部（phloem）作为植物水分运输（根-叶输水）和光合产物分配的关键组织，其细胞结构特征直接影响植物对环境胁迫的响应能力与物种分布格局。传统切片技术虽广泛应用，但存在细胞类型误判（如导管与纤维管胞直径重叠）、三维结构信息缺失等局限。离析技术通过降解细胞间层（果胶质）实现单细胞分离，可精准量化细胞长度、穿孔板结构及纹孔特征，尤其在生态进化研究中潜力巨大。然而，现有文献中离析方案描述简略，且常用Jeffrey溶液（硝酸-铬酸）具有强毒性、细胞易断裂问题，制约其推广。
材料与设备：跨协议通用性设计
三种协议（P1-P3）均以Franklin溶液（冰乙酸与30-35% H2O2按1:1混合）为核心试剂，其低毒性、易中和（碳酸氢钠处理废液）特性显著提升实验安全性。样本制备需分离纯化木质部/韧皮部组织，避免混杂皮层或髓部细胞，并切割为1-2 mm薄片以确保试剂渗透。关键设备包括超声均质器（P1细胞分散）、恒温摇床（P2/P3控温反应）及耐酸玻璃器皿（防爆设计）。
方法学比较：针对性优化与适用场景
P1协议（快速非永久制片）专为韧皮部与木质部双组织设计，通过90-100°C加热2-6小时加速离析，结合超声均质与 Congo red/Astra blue 染色，支持共聚焦显微镜下筛板孔隙三维重建（图5H）。其优势在于当日完成制片，适用于高通量筛板结构分析，但长期保存需指甲油封片。
P2协议（永久制片广适性）采用饱和沙黄（safranin）染色与梯度乙醇脱水，在45°C下反应24小时至数天，成功应用于34科25目以上物种（图6、7），尤其适合高密度木材（如栎属）的细胞连接观察。
P3协议（极简脱水方案）通过特殊瓶盖设计控压，省略透明剂步骤，仅用1:1沙黄-Astra blue混合染色与快速乙醇梯度（5分钟内完成），适用于云杉（Picea spp.）等针叶树种（图8、11）。
结果验证：多物种细胞结构解析
P1协议在椴树（Tilia cordata）韧皮部中清晰分离筛管分子（图5C-D），并通过共聚焦显微镜量化筛板孔径；P2于荒漠植物（Larrea tridentata）中识别出导管分子与管胞的纹孔差异（图6B）；P3在落叶松（Larix decidua）中保留管胞末端纹孔集群结构（图11A-B）。所有协议均证实Franklin溶液对长细胞（如管胞）完整性保护优于Jeffrey法，且低密度木材（如猴面包树）需延长离析时间。
讨论：技术瓶颈与生态应用前景
离析时长与木材化学组成（如木质素-果胶比例）相关，而非单纯依赖密度。韧皮部离析需严格控制时间（通常<4小时），避免筛管细胞塌陷。永久制片（P2/P3）虽耗时较长，但支持细胞连接关系研究（如导管-管胞互作），为林木育种（如导水效率关联性状筛选）提供数据基础。未来可结合荧光标记（如Congo red）拓展至活细胞功能成像。
结论：标准化推动跨学科研究
三类协议形成从快速筛查（P1）到精细归档（P2/P3）的技术链条，通过降低毒性风险、明确操作细节，促进离析技术在植物生理生态学、林学及进化生物学中的标准化应用。其灵活性允许实验室根据物种特性调整试剂比例（如提高H2O2占比加速木质素降解），为解析维管组织适应性进化提供核心工具。
