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Articles by Leland J. Cseke in JoVE
JoVE General
A PCR-based metodo di genotipizzazione di distinguere tra le varietà selvatiche di tipo ornamentale e di Imperata cylindrica
1Department of Biological Sciences, The University of Alabama, Huntsville, 2USDA-APHIS-PPQ, Center for Plant Health Science and Technology
Forniamo un protocollo conveniente e rapido genotipizzazione molecolare che impiega varietà-specifici primer PCR che bersaglio differenze di sequenza del DNA all'interno della regione cloroplasto trnL-F distanziatore per differenziare varietà di
Other articles by Leland J. Cseke on PubMed
Caratterizzazione Di PTM5 in Alberi Aspen: Un Gene MADS-box Espresso Durante Lo Sviluppo Vascolare Legnoso
La componente vascolare di alberi possiede alcuni dei processi più specializzati attivi nella formazione di radici, fusti e rami, e la componente legno continua ad essere di primaria importanza per la nostra vita quotidiana. I meccanismi molecolari di sviluppo legno, tuttavia, rimangono scarsamente comprensibili con pochi geni regolatori ben caratterizzati. Abbiamo identificato un gene MADS-box specifico tessuto vascolare, Populus tremuloides-MADS-box 5 (PTM5) che è espresso nel differenziare il floema e xilema primario e secondario. Analisi filogenetica ha dimostrato che il PTM5 è un membro della classe di geni MADS-box SOC1/TM3. Analisi di espressione temporale del PTM5 nella messa in scena del cambio vascolare e altri tessuti indicano che PTM5 espressione è stagionale ed è limitata a molla legno formazione e amenti floreali in rapida espansione. Analisi di espressione spaziale tramite l'ibridazione in situ ha rivelato che PTM5 espressione è localizzata all'interno di alcuni strati della differenziazione del cambio vascolare e tessuti xilema, come pure i fasci vascolari di espansione amenti. Poiché molti geni MADS-box sono noti per agire come fattori di trascrizione, questi risultati suggeriscono che l'espressione coordinata di PTM5 con altri geni dello sviluppo vascolare può essere un segno distintivo dei complessi eventi che portano alla formazione del corpo pianta legnosa.
Geni SEP-classe Populus Tremuloides E Loro Probabile Ruolo Riproduttivo Di Sopravvivenza Degli Alberi Di Pioppo
Uno dei processi più importanti per la sopravvivenza di una specie è la sua capacità di riprodursi. Nelle piante, sono stati trovati geni MADS-box SEPALLATA-classe per controllare lo sviluppo dell'interiore verticilli di fiori. Tuttavia, mentre si sa molto di sviluppo floreale in piante erbacee, sistemi simili in legnosi alberi rimangono scarsamente comprensibili. Populus tremuloides (trembling aspen) è un albero nordamericano diffuso avente valore economico importante, e il suo sviluppo floreale differisce da quello delle specie ben studiato che i fiori hanno solo due verticilli e sono veramente unisessuali. Sequenza basata analisi indicano che PTM3 (Populus tremuloides MADS-box 3), e un gene duplicato PTM4, sono correlati al SEPALLATA1- e 2-classe di geni MADS-box. Un altro gene, PTM6, è correlato alla SEP3, e ognuno di questi geni ha una controparte nel database genomici pioppo insieme con altri membri della A, B, C, D ed E-classi di geni MADS-box. PTM3/4 e 6 sono espressi in tutte le fasi di sviluppo floreale aspen maschio e femmina. Tuttavia, PTM3/4 si esprime anche nelle gemme terminali, giovani foglie e fusti giovani. Localizzazione in situ di RNA identificato PTM3/4 e 6 trascrizioni prevalentemente in verticillo interno, sessuale, all'interno di sviluppo ovuli di fiori femminili e primordia antere dei fiori maschili. I ricercatori albero spesso utilizzano sistemi eterologo per aiutare a studiare lo sviluppo floreale albero a causa dei periodi lunghi giovanili trovato nella maggior parte dei alberi. Abbiamo trovato che la partecipazione di PTM3/4 sviluppo floreale è supportata da esperimenti transgenici in p. tremuloides sia eterologo sistemi come Arabidopsis e tabacco. Tuttavia, fenotipici artefatti sono stati osservati nei sistemi eterologo. Insieme i risultati suggeriscono un ruolo per geni SEP-classe pioppo in vitalità riproduttiva.
Identificazione Dei Partner Di Interazione Della Proteina PTM5, Un Gene MADS-box Coinvolto Nello Sviluppo Vegetativo Aspen Albero
In un articolo del passato, il nostro laboratorio descritto l'identificazione e la caratterizzazione di un gene di MADS-box vegetativo romanzo da alberi quaking aspen, Populus tremuloides MADS-box 5 (PTM5). PTM5 ha dimostrato di essere un membro della classe SOC1/TM3 dei geni MADS-box con un pattern di espressione stagionale specifico per lo sviluppo di tessuti vascolari, tra cui il cambio vascolare, il precursore di tutti i rami legnosi, fusti e radici. Poiché il funzionamento delle proteine MADS-box è dipendente da specifiche interazioni con altre proteine regolatorie, abbiamo ulteriormente esaminato interazioni proteina-proteina PTM5 come un mezzo per capire meglio la sua funzione. Attraverso l'analisi di due-ibrido del lievito, è stato dimostrato che, come altre proteine di classe SOC1/TM3, PTM5 è in grado di interagire con se stesso così come altre proteine MADS-box da aspen. Inoltre, lievito lo screening libreria due-ibrido ha rivelato che PTM5 interagisce con due non-MADS proteine, un actina depolymerizing fattore (PtADF) e il romanzo ripetizione di proteina ricca di leucina (PtLRR). Localizzazione in situ di RNA è stato utilizzato per verificare i modelli sovrapposti di espressione di questi geni, e transgenici studi hanno mostrato che sovraespressione di PTM5 in aspen cause alterazioni nella vascolarizzazione della radice e lo sviluppo di biomassa radice coerente con la cellula funzioni crescita e l'espansione dei geni correlati ADF e LRR. Questi risultati suggeriscono che l'interazione dei geni MADS-box vegetativi con cofattori specifica proteina è un passo fondamentale nei meccanismi che controllano lo sviluppo del tessuto legnoso degli alberi.
Trasformazione Di Pioppo Ad Alta Efficienza
Con il completamento del database del genoma albero di pioppo, specie di Populus sono diventati uno dei più utili sistemi modello per lo studio della biologia della pianta legnosa. Populus tremuloides (quaking aspen) è la specie di albero più diffuso in Nord America, e la sua rapida crescita genera il più abbondante biomassa di legno fuori qualsiasi altra specie di pianta. Per lo studio di tali caratteristiche benefiche, c'è una necessità per le procedure di trasformazione più facile e più efficiente che permetterà lo studio di un gran numero di geni di albero. Abbiamo sviluppato le procedure di trasformazione che sono adatte per le trasformazioni di formato ad alta velocità utilizzando sia Agrobacterium tumefaciens per produrre alberi trasformati o Agrobacterium rhizogenes per generare radici pelose. Il nostro metodo utilizza Agrobacterium inoculati semenzale aspen ipocotili seguite da thidiazuron diretto (TDZ)-mediata rigenerazione sparare su terreni selettivi. Trasformazione è stata verificata attraverso la beta-glucuronidasi (GUS) espressione del gene reporter in tutti i tessuti di albero, di appropriati prodotti vettoriali da DNA genomic isolato, l'amplificazione di PCR e l'ibridazione nordica di incorporato ed espresso transgeni. Il protocollo di radice pelosa segue le stesse procedure di inoculazione ed è stato testato utilizzando GUS reporter integrazione e antibiotico selezione genetica. Il vantaggio di queste procedure è che essi sono semplici ed efficienti, che richiedono nessuna manutenzione dei materiali di partenza e permettendo completamente formata alberi transgenici (o pelose radici) per essere generato in solo 3-4 mesi, piuttosto che i 6-12 mesi richiesti dai metodi più tradizionali. Allo stesso modo, il fatto che i protocolli sono suscettibili di alto-rendimento formati rende che loro più adatti per studi di genomica funzionale su larga scala in pioppi.
Confronto Di Approfondimento Nelle Foglie Di Due Genotipi Aspen Avendo Simili Tassi Di Assimilazione Del Carbonio Ma Diversi Modelli Di Partizionamento Sotto Elevate [CO2]
Questo studio ha confrontato i profili di trascrizione foglia, caratteristiche fisiologiche e metaboliti primari di due Populus tremuloides genotipi (cloni 216 e 271) noti a differire nelle loro risposte a lungo termine elevate [CO2] (e[CO2]) presso il sito di arricchimento Aspen CO2 free-air vicino Rhinelander, WI, USA. Le risposte fisiologiche di questi cloni sono simili in termini di fotosintesi, conduttanza stomatica e superficie fogliare indice sotto e [CO2], ancora molto differenti in termini di aumento di crescita (0-10% in un clone 216; 40-50% in un clone 271). Anche se alcuni geni hanno risposto all'esposizione a lungo termine a e [CO2], l'attività trascrizionale di foglia e [CO2]-reattive geni era nettamente diverse tra i cloni, differenzialmente un impatto più percorsi durante stagioni in crescita sia all'inizio che alla fine. Un'analisi del carbonio/azoto biochimica e abbondanza di trascrizione ha suggerito che il CO2-reattiva clonare (271) carbonio partizioni in percorsi associati attivo difesa/risposta allo stress, biosintesi dei carboidrati/amidi e successiva crescita. Il carbonio non rispondere CO2 clone (216) partizioni in percorsi associati con difesa passiva (ad es. lignina, Fenilpropanoide) e ispessimento della parete delle cellule. Questo studio indica che ci è variazione significativa nel pattern di espressione tra genotipi differenti albero in risposta all'esposizione a lungo termine a e [CO2]. Di conseguenza, gli sforzi futuri per migliorare la produttività o altre caratteristiche vantaggiose per il sequestro del carbonio dovrebbero includere un esame della variabilità genetica in CO2 reattività.
Usando Prossima Generazione Transcriptome Sequencing Per Prevedere Un Metaboloma Ectomicorrizici
Micorrize, simbiotiche interazioni tra funghi del terreno e le radici degli alberi, sono onnipresente in ecosistemi terrestri. I funghi contribuiscono fosforo, azoto e mobilitate nutrienti da materia organica nel suolo e nel restituiscano che il fungo riceve fotosinteticamente derivato da carboidrati. Questa Unione di piante e funghi metabolismi è il metaboloma micorrizici. Capire questo rapporto simbiotico a livello molecolare fornisce importanti contributi alla comprensione degli ecosistemi forestali e globale del carbonio in bicicletta.
