Method Article

מערכת עין מתנהל שורש לרוחב ב ארבידופסיס ותירס

DOI:

10.3791/53481

⸱

January 14th, 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Plant Systems Biology, VIB, Ghent, 2Department of Plant Biotechnology and Bioinformatics, Ghent University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מערכת השראת השורש הרוחבי (LRIS) מאפשרת אינדוקציה סינכרונית של שורשים לרוחב ומוצגת עבור Arabidopsis thaliana ותירס.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

התפתחות שורשים לרוחב תורמת משמעותית למערכת השורשים, ולכן היא חיונית לצמיחת הצמח. עם זאת, המחקר של התחלת שורש לרוחב הוא מייגע, מכיוון שהוא מתרחש רק בכמה תאים בתוך השורש ובאופן בלתי צפוי. כדי לעקוף בעיה זו, פותחה מערכת השראת שורש לרוחב (LRIS). על ידי טיפול בשתילים ברצף עם מעכב הובלת אוקסין ואוקסין סינתטי, התחלת שורש לרוחב מבוקרת מאוד מתרחשת באופן סינכרוני בשורש הראשוני, ומאפשרת דגימה בשפע של שלב התפתחותי רצוי. ה-LRIS פותח לראשונה עבור Arabidopsis thaliana, אך ניתן ליישם אותו גם על צמחים אחרים. בהתאם לכך, הוא הותאם לשימוש בתירס (Zea mays). ניתנת סקירה מפורטת של השלבים השונים של ה-LRIS בשני המפעלים. השילוב של מערכת זו עם טרנסקריפטומיקה השוואתית איפשר לזהות הומולוגים פונקציונליים של גנים להתחלת שורש לרוחב Arabidopsis במינים אחרים, כפי שמודגם כאן עבור CYCLIN B1; 1 (CYCB1; 1) גן מחזור התא בתירס. לבסוף, נדונים העקרונות שיש לקחת בחשבון בעת פיתוח LRIS עבור מיני צמחים אחרים.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מערכת השורשים היא קריטית לצמיחת צמח, שכן הוא מבטיח מעגן וספיגה של מים וחומרים מזינים מהאדמה. בגלל ההתרחבות של מערכת שורשים בעיקר מסתמכת על הייצור של שורשים לרוחב, הייזום והקמה שלהם נחקרו בהרחבה. שורשים לרוחב הם יזמו בתת-קבוצה מסוימת של תאי pericycle, הנקראים תאי מייסד 1. ברוב dicots, כגון thaliana ארבידופסיס, תאים אלה נמצאים בקטבי protoxylem 2, ואילו בmonocots, כגון תירס, שהם נמצאים בקטבי השיפה 3. תאי מייסד מסומנים על ידי תגובת אוקסין עלה 4, ואחריו ביטוי של גני מחזור התא ספציפיים (למשל, cyclin B1; 1 / CYCB1; 1), לאחר שהם עוברים סיבוב ראשון של חטיבות....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. ארבידופסיס LRIS פרוטוקול

הערה: הטקסט מתייחס לניסויים בקנה מידה "קטנים" או "גדולים". ניסויים בקנה מידה קטנים, כגון ניתוח קו הסמן וצביעה היסטולוגית 6, 14, דורשים רק כמה דוגמאות. ניסויים בקנה מידה גדולים, כגון בזמן אמת כמותי qRT-PCR, מיקרו-מערכי 9-11 או רצף RNA, דורשים כמות גדולה יותר של דגימות. ככזה, סכום של ~ 1000 שתילים לדגימה שימש אל Vanneste et. 11 לבצע ניסוי microarray לאחר נתיחת קטע השורש.

יום 1

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

יישום של LRIS לבצע transcriptomics השוואתי של תהליך רוט ייזום הרוחב

אחד יישומים של LRIS הוא ההשוואה וההתאמה של פרופילי ביטוי גנים במהלך היווצרות שורש לרוחב במינים שונים. transcriptomics השוואתי גישות ליצור את האפשרות להצביע גני orthologous המעורבים בתהליך פיתוח השורש לרוחב במינים שונים. חניכה לרוחב שורש, אשר מורכבת מההיווצרות של אי.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בפרוטוקול ארבידופסיס LRIS, חשוב להעביר רק את השתילים שצמחו כולו במגע עם מדיום גידול רשות הטבע והגנים המכיל. הדבר מבטיח כי ייזום שורש לרוחב חסום על אורך השורש כל. כדי למנוע פציעת שתילי במהלך העברה, זרועות המלקחיים המעוקלים יכולות להיות מכור תחת הפסיגים של השתיל. עם ההעברה, לוודא כי שורשי השתיל נמצאים בקשר עם מספיק הבינוני אגר המכיל NAA. זו יכולה להיות מושגת על ידי רפרוף השורש על פני אגר על פני מרחק קטן. זה יבטיח אינדוקציה מסונכרנת יעילה של ייזום שורש לרוחב על סך אורך השורש.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

יש המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מודים לדייבי אופדנקר על הסיוע הטכני והצילום. אנו מודים מאוד לד"ר אניק בלייס על הצעות מועילות לשיפור כתב היד. עבודה זו מומנה על ידי התוכנית הבין-אוניברסיטאית לקטבי משיכה IUAP P7/29 'MARS' מהמשרד הפדרלי למדיניות המדע בבלגיה, על ידי G027313N המענקים של FWO ועל ידי הסוכנות לחדשנות על ידי מדע וטכנולוגיה, IWT (IR).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
<חזק>ARABIDOPSIS LRIS
<זרעים>חזקים ארבידופסיס חזקים>
אקוטיפCol-0
<חזק>עיקור גז של זרעים
1.5 מ"לSIGMA-ALDRICH0030 125.215Eppendorf מיקרו-צינורות 3810X,
צינורות מיקרו-צנטריפוגה נקיים PCR 2 מ"לSIGMA-ALDRICH0030 120.094צינורות מיקרוצנטריפוגה Eppendorf Safe-Lock
חומצה הידרוכלוריתMerck KGaA1,003,171,00037% (אדים) לניתוח EMSURE ACS,ISO,REAG. Ph Eu
מייבש זכוכיתSIGMA-ALDRICH
פלסטיק מיקרו-צנטריפוגה צינורות קופסה או מחזיק
<חזק>אקונומיקה עיקור זרעים
אתנולChem-Lab nvCL00.0505.1000אתנול, abs. 100% a.r. מדלל ל-70%
נתרן היפוכלוריט (NaOCl)Carl Roth9062.312%
Tween 20SIGMA-ALDRICHP1379
מים
<חזק>מדיום גידול
תערובת מלח Murashige ו-SkoogDUCHEFA Biochemie B.V.M0221-0050
אינוזיטולSIGMA-ALDRICHI5125-100G
2-(N-מורפולינו)חומצה אתנסולפונית (MES)DUCHEFA Biochemie B.V.M1503.0100
סוכרוזVWR, Internation LLC27483.294D(+)-סוכרוז Ph. Eur.
KOHMerck KGaA1050211000כדורים לניתוח (מקסימום 0.002% Na) EMSURE ACS, ISO, Reag. Ph Eur
תרבית רקמות צמחים AgarLabM LimitedMC029
<חזק>כימיקלים אינדוקציה שורש לרוחב
N-1-חומצה נפתילפתלמי (NPA)DUCHEFA Biochemie B.V.מס' N0926.025010 ומיקרו; M (Arabidopsis)
1-חומצה אצטית נפתלין (NAA)DUCHEFA Biochemie B.V.מס' N0903.005010 ומיקרו; M (Arabidopsis)
dimethylsulfoxide (DMSO)SIGMA-ALDRICH494429-1L
<חזק>יצירת רשת להעברה
רשת ניילוןProsep bybaרשת ניילון סינטטית 20 ומיקרו; m
<חזק>זריעה וטיפול בשתילים
מרובעותGOSSELINBP124-0512 x 12 ס"מ
50 מ"ל צינורות דוראןSIGMA-ALDRICHCLS430304קורנינג  50 מ"ל צינורות צנטריפוגה
דריגלסקיקארל רוטK732.1
קצות פיפטה חתוכיםDaslab162001XUniversal 200, חתכו 5 מ"מ מהקצה לפני חיטוי
סרט נושם 3M Deutschland GmbHמס' 1530-1
פינצטהFiers nv/saK342.1; פינצטה K344.1דומונט מסוג A מס' 5; פינצטה דומונט סוג e מס' 7
<תנאי גידול חזקים>
חדר21 ° C, רציף קל
<חזק>חומרים<חזק>חברה<חזק>קטלוג<חזק>הערות
><חזק>תירס LRIS
<חזק>זרעים<>
חזקיםגרעיניB-73
<עיקור חזק>אקונומיקה של גרעינים זכוכית חזקה>
Fiers nv/saC267.1
נתרן היפוכלוריט (NaOCl)קארל רות'9062.312%
מים
<חזקים>כימיקלים לאינדוקציה שורש לרוחב
N-1-חומצה נפתילפתלמי (NPA)DUCHEFA Biochemie B.V.מס' N0926.025050 ומיקרו; M (שורש ראשוני של תירס), 25 ומיקרו; M (שורש תירס הרפתקני)
1-נפתלין חומצה אצטית (NAA)DUCHEFA Biochemie B.V.מס' N0903.005050 ומיקרו; M (תירס)
דימתילסולפוקסיד (DMSO)SIGMA-ALDRICH494429-1L
<חזק>זריעה וטיפול בשתילים
נייר מגבות ידייםKimberly-Clark Professional*6681SCOTT מגבות ידיים - גליל / לבן; גודל גיליון (24X46 ס"מ)
נייר נביטת זרעיםחברת10 X 15 38# נייר נביטת זרעים
פינצטהFiers nv/saK342.1; פינצטה K344.1דומונט מסוג A מס' 5; פינצטה מסוג E מס' 7
צינורות 250 מ"ל (צנטריפוגה)SCHOTT DURAN2160136בקוטר של כ-5.6 ס"מ ובגובה 14.7 ס"מ 
צינורות 700 מ"לDURAN GROUP213994609צילינדרים, צינור רגל עגול, D 60  x 250
מתלהלצינורות תירס,
סטריליים
<>תנאי גידול חזקים
ארון27 ° C, אור רציף, 70% לחות יחסית
זכוכית פיירקס סטריליים תירס מערבל מגנטי  סטריליים נייר עוגן מים תוצרת בית צמיחה חזק

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Van Norman, J. M., Xuan, W., Beeckman, T., Benfey, P. N. To branch or not to branch: the role of pre-patterning in lateral root formation. Development. 140, 4301-4310 (2013).
  2. Dolan, L., et al. Cellular organisation of the Arabidopsis thaliana root. Development.....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Lateral Root Inducible SystemArabidopsis thalianaMaize Zea maysNPA NAA TreatmentHormone TreatmentsRoot Initiation SynchronizationCell Cycle MarkerComparative TranscriptomicsCYCB1 1 Gene ExpressionPlant Root Development

Related Articles