Name: الجانبي جذر النظام محرض في نبات الأرابيدوبسيس والذرة (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-14T16:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: تعلم نظام تحفيز الجذور الجانبية المتزامن في Arabidopsis thaliana والذرة باستخدام معالجات هرمونية. يتيح هذا النظاد دراسة آليات تكوين الجذور على المستوى الخلوي والنسيجي.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

يشكر المؤلفون ديفي أوبديناكر على المساعدة الفنية والتصوير الفوتوغرافي. نشكر كثيرا الدكتور بليس على اقتراحاته المفيدة لتحسين المخطوطة. تم تمويل هذا العمل من قبل برنامج أعمدة الجذب بين الجامعات IUAP P7 / 29 'MARS' من المكتب الفيدرالي البلجيكي لسياسة العلوم ، من قبل FWO grant G027313N ووكالة الابتكار عن طريق العلوم والتكنولوجيا ، IWT (IR).

<ol><li>Van Norman, J. M., Xuan, W., Beeckman, T., Benfey, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((To+branch+or+not+to+branch%3A+the+role+of+pre-patterning+in+lateral+root+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">To branch or not to branch: the role of pre-patterning in lateral root formation.</a> Development. 140, 4301-4310 (2013).</li>
<li>Dolan, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+organisation+of+the+Arabidopsis+thaliana+root%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Cellular organisation of the Arabidopsis thaliana root.</a> Development. 119, 71-84 (1993).</li>
<li>Bell, J. K., McCully, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+histological+study+of+lateral+root+initiation+and+development+in+Zea+mays%5BTitle%5D)+AND+%22Protoplasma%22%5BJournal%5D)">A histological study of lateral root initiation and development in Zea mays.</a> Protoplasma. 70, 179-205 (1970).</li>
<li>Benkova, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local%2C+efflux-dependent+auxin+gradients+as+a+common+module+for+plant+organ+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Local, efflux-dependent auxin gradients as a common module for plant organ formation.</a> Cell. 115, 591-602 (2003).</li>
<li>Beeckman, T., Burssens, S., Inzé, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+peri-cell-cycle+in+Arabidopsis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">The peri-cell-cycle in Arabidopsis.</a> J. Exp. Bot. 52, 403-411 (2001).</li>
<li>Himanen, K., Boucheron, E., Vanneste, S., de Almeida Engler, J., Inzé, D., Beeckman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auxin-mediated+cell+cycle+activation+during+early+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Auxin-mediated cell cycle activation during early lateral root initiation.</a> Plant Cell. 14, 2339-2351 (2002).</li>
<li>Jansen, L., Parizot, B., Beeckman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inducible+system+for+lateral+roots+in+Arabidopsis+thaliana+and+maize%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Inducible system for lateral roots in Arabidopsis thaliana and maize.</a> Methods Mol Biol. 959, 149-158 (2013).</li>
<li>Casimiro, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auxin+transport+promotes+Arabidopsis+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Auxin transport promotes Arabidopsis lateral root initiation.</a> Plant Cell. 13, 843-852 (2001).</li>
<li>Himanen, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcript+profiling+of+early+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Transcript profiling of early lateral root initiation.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101, 5146-5151 (2004).</li>
<li>De Smet, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Receptor-like+kinase+ACR4+restricts+formative+cell+divisions+in+the+Arabidopsis+root%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Receptor-like kinase ACR4 restricts formative cell divisions in the Arabidopsis root.</a> Science. 322, 594-597 (2008).</li>
<li>Vanneste, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+cycle+progression+in+the+pericycle+is+not+sufficient+for+SOLITARY+ROOT%2FIAA14-mediated+lateral+root+initiation+in+Arabidopsis+thaliana%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Cell cycle progression in the pericycle is not sufficient for SOLITARY ROOT/IAA14-mediated lateral root initiation in Arabidopsis thaliana.</a> Plant Cell. 17, 3035-3050 (2005).</li>
<li>De Rybel, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+role+for+the+root+cap+in+root+branching+revealed+by+the+non-auxin+probe+naxillin%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Chem.+Biol%22%5BJournal%5D)">A role for the root cap in root branching revealed by the non-auxin probe naxillin.</a> Nat. Chem. Biol. 8, 798-805 (2012).</li>
<li>Jansen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+transcriptomics+as+a+tool+for+the+identification+of+root+branching+genes+in+maize%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Comparative transcriptomics as a tool for the identification of root branching genes in maize.</a> Plant Biotechnol. J. 11, 1092-1102 (2013).</li>
<li>Parizot, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diarch+symmetry+of+the+vascular+bundle+in+Arabidopsis+root+encompasses+the+pericycle+and+is+reflected+in+distich+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Diarch symmetry of the vascular bundle in Arabidopsis root encompasses the pericycle and is reflected in distich lateral root initiation.</a> Plant Physiol. 146, 140-148 (2008).</li>
<li>Murashige, T., Skoog, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+revised+medium+for+rapid+growth+and+bio+assays+with+tobacco+tissue+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Plant%22%5BJournal%5D)">A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures.</a> Physiol. Plant. 15, 473-497 (1962).</li>
<li>Bellini, C., Pacurar, D. I., Perrone, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adventitious+roots+and+lateral+roots%3A+similarities+and+differences%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Adventitious roots and lateral roots: similarities and differences.</a> Annu Rev Plant Biol. 65, 639-666 (2014).</li>
<li>Grunewald, W., Parizot, B., Inzé, D., Gheysen, G., Beeckman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+biology+of+roots%3A+One+common+pathway+for+all+angiosperms%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Plant+Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">Developmental biology of roots: One common pathway for all angiosperms?</a> Int. J. Plant Dev. Biol. 1, 212-225 (2007).</li>
<li>Parizot, B., Beeckman, T. Genomics of root development. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aParizot%2C+B+%22Root+Genomics+and+Soil+Interactions%22">Root Genomics and Soil Interactions</a>. Crespi, M. , 3-28 (2012).</li>
<li>Bargmann, B. O., Birnbaum, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+activated+cell+sorting+of+plant+protoplasts%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Fluorescence activated cell sorting of plant protoplasts.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , (2010).</li>
<li>Nakazono, M., Qiu, F., Borsuk, L. A., Schnable, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-capture+microdissection%2C+a+tool+for+the+global+analysis+of+gene+expression+in+specific+plant+cell+types%3A+identification+of+genes+expressed+differentially+in+epidermal+cells+or+vascular+tissues+of+maize%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Laser-capture microdissection, a tool for the global analysis of gene expression in specific plant cell types: identification of genes expressed differentially in epidermal cells or vascular tissues of maize.</a> Plant Cell. 15, 583-596 (2003).</li>
<li>Ludwig, Y., Hochholdinger, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+microdissection+of+plant+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Laser microdissection of plant cells.</a> Methods Mol Biol. 1080, 249-258 (2014).</li>
<li>Beeckman, T., Engler, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+easy+technique+for+the+clearing+of+histochemically+stained+plant+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Mol.+Biol.+Rep%22%5BJournal%5D)">An easy technique for the clearing of histochemically stained plant tissue.</a> Plant Mol. Biol. Rep. 12, 37-42 (1994).</li>
<li>Ditengou, F. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+induction+of+lateral+root+initiation+in+Arabidopsis+thaliana%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Mechanical induction of lateral root initiation in Arabidopsis thaliana.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105, 18818-18823 (2008).</li>
<li>Lucas, M., Godin, C., Jay-Allemand, C., Laplaze, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auxin+fluxes+in+the+root+apex+co-regulate+gravitropism+and+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">Auxin fluxes in the root apex co-regulate gravitropism and lateral root initiation.</a> J. Exp. Bot. 59, 55-66 (2008).</li>
<li>Wang, S., Taketa, S., Ichii, M., Xu, L., Xia, K., Zhou, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+root+formation+in+rice+%28Oryza+Sativa.+L.%29%3A+differential+effects+of+indole-3-acetic+acid+and+indole-3-butyric+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Growth+Regul%22%5BJournal%5D)">Lateral root formation in rice (Oryza Sativa. L.): differential effects of indole-3-acetic acid and indole-3-butyric acid.</a> Plant Growth Regul. 41, 41-47 (2003).</li>
<li>Martinez-de la Cruz, E., Garcia-Ramirez, E., Vazquez-Ramos, J. M., Reyes de la Cruz, H., Lopez-Bucio, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auxins+differentially+regulate+root+system+architecture+and+cell+cycle+protein+levels+in+maize+seedlings%5BTitle%5D)+AND+%22J+Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Auxins differentially regulate root system architecture and cell cycle protein levels in maize seedlings.</a> J Plant Physiol. 176, 147-156 (2015).</li>
<li>Beyer, E. M., Morgan, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+ethylene+on+uptake%2C+distribution%2C+and+metabolism+of+indoleacetic+acid-1-14C+and+-2-14C+and+naphthaleneacetic+acid-1-14C%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of ethylene on uptake, distribution, and metabolism of indoleacetic acid-1-14C and -2-14C and naphthaleneacetic acid-1-14C.</a> Plant Physiol. 46, 157-162 (1970).</li>
<li>Delbarre, A., Muller, P., Imhoff, V., Guern, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+mechanisms+controlling+uptake+and+accumulation+of+2%2C4-dichlorophenoxy+acetic+acid%2C+naphthalene-1-acetic+acid%2C+and+indole-3-acetic+acid+in+suspension-cultured+tobacco+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Planta%22%5BJournal%5D)">Comparison of mechanisms controlling uptake and accumulation of 2,4-dichlorophenoxy acetic acid, naphthalene-1-acetic acid, and indole-3-acetic acid in suspension-cultured tobacco cells.</a> Planta. 198, 532-541 (1996).</li>
<li>Bailey-Serres, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microgenomics%3A+genome-scale%2C+cell-specific+monitoring+of+multiple+gene+regulation+tiers%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Microgenomics: genome-scale, cell-specific monitoring of multiple gene regulation tiers.</a> Annu Rev Plant Biol. 64, 293-325 (2013).</li>
<li>Perez-Torres, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphate+availability+alters+lateral+root+development+in+Arabidopsis+by+modulating+auxin+sensitivity+via+a+mechanism+involving+the+TIR1+auxin+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Phosphate availability alters lateral root development in Arabidopsis by modulating auxin sensitivity via a mechanism involving the TIR1 auxin receptor.</a> Plant Cell. 20, 3258-3272 (2008).</li>
</ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

في بروتوكول نبات الأرابيدوبسيس LRIS، فمن المهم فقط لنقل الشتلات التي نمت بشكل كامل في اتصال مع متوسط ​​النمو NPA التي تحتوي على. هذا يضمن أن يتم حظر الجانبي بدء الجذر على طول الجذر بأكمله. من أجل منع إصابة شتلات أثناء النقل، أحضان ملقط المنحنية يمكن أن يكون مدمن مخدرات تحت النبتات من الشتلات. عند نقله، تأكد من أن جذور الشتلات على اتصال كاف مع المتوسط ​​أجار التي تحتوي على NAA. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق القشط الجذرية على سطح أجار على بعد مسافة صغيرة. وهذا يضمن لمحة تعريفية م...

نظام الجذر هو أمر حاسم لنمو النبات، لأنه يضمن مرسى وامتصاص الماء والمواد المغذية من التربة. لأن التوسع في نظام الجذر يعتمد بشكل رئيسي على إنتاج الجذور الجانبية، وقد درست على نطاق واسع شروعهما والتشكيل. وبدأت الجذور الجانبية في مجموعة فرعية معينة من الخلايا محيط بالدائرة، تسمى خلايا مؤسس 1. في معظم dicots، مثل نبات الأرابيدوبسيس thaliana، وتقع هذه الخلايا في القطبين protoxylem 2، في حين أنه في ذوات الفلقة مثل الذرة، وجدوا في القطبين اللحاء 3. وتتميز الخلايا مؤسس بزيادة استجابة أوكسين 4، تليها التعبير عن الجينات دورة الخلية محددة (على سبيل المثال، السيكلين B1، 1 / CYCB1؛ 1)، وبعد ذلك الخضوع لجولة أولى من الانقسامات احديدابي غير المتماثلة 5. بعد سلسلة من الانقسامات احديدابي وpericlinal منسقة، وشكلت منشم الجذر الوحشي التي في النهاية سوف تظهر بوصفها أحدالجذر الوحشي utonomous. موقع وتوقيت الجانبي بدء الجذر ولكن لا يمكن التنبؤ به، لأن هذه الأحداث ليست وفيرة ولا متزامنة. هذا يعوق استخدام نهج الجزيئية مثل transcriptomics لدراسة هذه العملية. لمعالجة هذا، وقد وضعت جانبي جذر النظام محرض (LRIS) 6، 7، وفي هذا النظام، يتم التعامل مع الشتلات الأولى مع N حامض -1-naphthylphthalamic (NPA)، الذي يثبط النقل أوكسين وتراكم، وبالتالي عرقلة الجانبي بدء الجذر 8. عن طريق نقل في وقت لاحق الشتلات والمتوسطة التي تحتوي على أوكسين الاصطناعية حامض الخليك 1-النفتالين (NAA)، تستجيب الطبقة محيط بالدائرة بأكملها إلى مستويات مرتفعة مما أوكسين بكثافة حمل الجانبية الجذر بدء انقسامات الخلية 6. على هذا النحو، فإن هذا النظام يؤدي إلى سريعة ومتزامنة وشاملة جذور التلقين الجانبية، مما يسمح للمجموعة سهلة من عينات الجذر المخصب لمرحلة محددة في وقت متأخرالتنمية الجذرية راؤول. وفي وقت لاحق، هذه العينات يمكن استخدامها لتحديد ملامح التعبير الجينوم على نطاق خلال تشكيل الجذر الوحشي. قد تسفر عن LRIS معرفة كبيرة بالفعل عن بدء الجانبي الجذرية في نبات الأرابيدوبسيس والذرة 13/09، ولكن الحاجة إلى تطبيق هذا النظام على الأنواع النباتية الأخرى يصبح أكثر وضوحا كما هي التسلسل المزيد من الجينوم، وهناك اهتمام متزايد لنقل المعرفة إلى أهمية اقتصادية الأنواع. هنا، يتم إعطاء البروتوكولات مفصلة للنبات الأرابيدوبسيس والذرة LRISs. بعد ذلك، يتم توفير مثال على استخدام النظام، من خلال توضيح كيف يمكن استخدام البيانات transcriptomics المكتسبة من LRIS الذرة لتحديد homologs الوظيفية التي لها وظيفة الحفظ أثناء بدء الجذر الوحشي عبر الأنواع النباتية المختلفة. وأخيرا، مبادئ توجيهية لتحسين LRIS ليقترح الأنواع النباتية الأخرى.

<table><tbody><tr><td><قوي>ARABIDOPSIS LRIS</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Seeds< / بذور نبات</td> الأرابيدوبسيس القوية> <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>النمط البيئي Col-0</td><قوي> تعقيم الغاز للبذور< أنابيب الطرد المركزي القوية >الدقيقة 1.5 مل SIGMA-ALDRICH 0030 125.215 Eppendorf <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> الأنابيب الدقيقة 3810X ، أنابيب الطرد المركزي الدقيقة النظيفة PCR</td></tr><tr><td>2 مل</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>0030 120.094</td> أنابيب <td>الطرد المركزي الدقيقة Eppendorf Safe-Lock</td></tr><tr><td>حمض الهيدروكلوريك</td><td>Merck KGaA</td><td>1،003،171،000</td><td>37٪ (الدخين) لتحليل EMSURE ACS ، ISO ، REAG. مجفف الزجاج Ph Eu</td></tr><tr><td></td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td></td><td>Pyrex</td></tr><tr><td>دورق</td><td></td><td></td><td></td>زجاجي</tr><tr><td>بلاستيكي أنبوب الطرد المركزي الصغير صندوق أو حامل</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td><قوي> تعقيم التبييض للبذور < / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>الإيثانول</td><td>Chem-Lab nv</td><td>CL00.0505.1000</td><td>الإيثانول ، ABS. 100٪ a.r. مخفف إلى 70٪</td></tr><tr><td>هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl) كارل</td> <td>روث</td><td>9062.3</td><td>12٪</td></tr> <tr><td>توين 20</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>P1379</td><td></td></tr><tr><td>ماء</td><td></td><td></td><td></td> معقم</tr> <tr><td><قوي > متوسط النمو < / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Murashige وخليط ملح Skoog</td><td>DUCHEFA Biochemie BV.</td><td>M0221-0050</td><td></td></tr><tr><td>ميو إينوزيتول</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>I5125-100G</td><td></td></tr><tr><td>2- (N-مورفولينو) حمض الإيثان سلفونيك (MES)</td> <td>DUCHEFA Biochemie BV</td><td>M1503.0100</td><td></td></tr><tr><td>السكروز</td><td>VWR ، Internation LLC</td><td>27483.294</td><td>D (+) - السكروز Ph. اليورو.</td></tr>كريات <tr><td>KOH</td><td>Merck KGaA</td><td>1050211000</td><td>للتحليل (بحد أقصى 0.002٪ Na) EMSURE ACS ، ISO ، REAG. Ph Eur</td></tr><tr><td>لثقافة الأنسجة النباتية Agar</td><td>LabM Limited</td><td>MC029</td><td></td></tr><tr><td><قوي > كيميائي تحريض الجذر الجانبي < / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>N-1-حمض النفثيل الفثلاميك (NPA)</td> <td>DUCHEFA Biochemie BV</td><td>رقم N0926.0250</td><td>10 & micro; M (أرابيدوبسيس)</td></tr> <tr><td>1-حمض الخليك النفثالين (NAA)</td> <td>دوشيفا بيوكيميمي بي في.</td><td>رقم N0903.0050</td><td>10 & micro; M (نبات الأرابيدوبسيس)</td></tr> <tr><td>ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO)</td> <td>SIGMA-ALDRICH</td><td>494429-1L</td><td></td></tr><tr><td><قوي>صنع شبكة للنقل< / قوية></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>شبكة نايلون</td><td>Prosep byba</td><td></td><td>شبكة نايلون اصطناعية 20 & مايكرو ؛ م</td></tr> <tr><td>< قوي > بذر ومناولة الشتلات < / ألواح طبق بتري قوية ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>مربعة</td><td>GOSSELIN</td><td>BP124-05</td><td>12 × 12 سم</td></tr><tr><td>50 مل أنابيب DURAN</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>CLS430304</td><td>Corning & nbsp ؛ 50 مل أنابيب الطرد المركزي</td></tr><tr><td>drigalski</td><td>Carl Roth</td><td>K732.1</td><td></td></tr><tr><td>ماصة</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>قطع أطراف ماصة</td><td>Daslab</td><td>162001X</td><td>Universal 200 ، قطع 5 مم من الطرف قبل التعقيم</td></tr><tr><td>بشريط تنفس &nbsp ؛</td><td>3M Deutschland GmbH</td><td>cat. رقم 1530-1</td><td></td></tr><tr><td>ملاقط</td><td>Fiers nv / sa</td><td>K342.1 ؛ K344.1</td><td>ملاقط دومون من النوع أ رقم 5 ؛ ملاقط دومون نوع e nr 7</td></tr><tr><td> ظروف النمو< / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>غرفة</td><td></td><td></td><td>النمو 21 درجة ؛ ج ، الضوء</td></tr> <tr><td>المستمر < قوي > المواد < / قوي ></td> <td>< قوي > الشركة < / قوي ></td> <td><قوي>كتالوج < / قوي ></td> <td>< قوي > تعليقات < قوي ></td></tr> <tr><td>< قوي > الذرة LRIS < / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>< قوي >البذور < / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>حبات</td><td></td><td></td> الذرة <td>B-73</td></tr><tr><td><قوي> التبييض التعقيم من الحبوب < / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>دورق</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>زجاجي النمام المغناطيسي &nbsp ؛</td><td>Fiers nv / sa</td><td>C267.1</td><td></td></tr><tr><td>هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl)</td><td>كارل روث</td><td>9062.3</td><td>12٪</td></tr> <tr><td>ماء</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>معقم <قوي > كيميائي تحريض جذر جانبي < / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>N-1-حمض النفثيل فثلاميك (NPA)</td> <td>DUCHEFA Biochemie BV</td><td>رقم N0926.0250</td><td>50 & micro; م (جذر الذرة الأولي) ، 25 & الصغر ؛ M (جذر عرضي للذرة)</td></tr> <tr><td>1-حمض الخليك النفثالين (NAA)</td> <td>DUCHEFA Biochemie B.V.</td><td>رقم N0903.0050</td><td>50 & M (الذرة) ثنائي</td></tr> <tr><td>ميثيل سلفوكسيد (DMSO)</td> <td>SIGMA-ALDRICH</td><td>494429-1L</td><td></td></tr> <tr><td><قوي > بذر ومناولة الشتلات < / مناشف يد ورقية</td> قوية > <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>مناشف يد كيمبرلي كلارك بروفيشنال *</td> <td>6681</td><td>SCOTT مناشف يدوية - لفة / أبيض ؛ حجم الورقة (24 × 46 سم)</td></tr> <tr><td>ورق إنبات البذور</td><td>شركة مرساة الورق</td><td></td><td>10 × 15 38 # ورق إنبات البذور</td></tr><tr><td>ملاقط</td><td>Fiers nv / sa</td><td>K342.1 ؛ K344.1</td><td>ملاقط دومون من النوع أ رقم 5 ؛ ملاقط دومون من النوع e nr 7</td></tr><tr><td>250 مل (أجهزة الطرد المركزي) أنابيب</td><td>SCHOTT DURAN</td><td>2160136</td><td>قطرها حوالي 5.6 سم وارتفاع 14.7 سم ؛</td></tr><tr><td>أنابيب 700 مل</td><td>DURAN GROUP</td><td>213994609</td><td>اسطوانات ، أنبوب قدم دائري ، D 60 & nbsp ؛ × 250</td></tr><tr><td>رف</td><td></td><td></td><td>لأنابيب الذرة ،</td></tr><tr><td>مياه</td><td></td><td></td><td></td> معقمة</tr> <tr><td>محلية الصنع <قوي > ظروف النمو < / خزانة قوية ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>النمو</td><td></td><td></td><td>27 درجة ؛ C ، ضوء مستمر ، رطوبة نسبية 70٪</td></tr></tbody></table>

الجانبي جذر النظام محرض في<em&gt; نبات الأرابيدوبسيس</em&gt; والذرة

Lateral Root Inducible System in Arabidopsis and Maize

يساهم تطور الجذر الجانبي بشكل كبير في نظام الجذر ، وبالتالي فهو ضروري لنمو النبات. ومع ذلك ، فإن دراسة بدء الجذر الجانبي مملة ، لأنها تحدث فقط في عدد قليل من الخلايا داخل الجذر وبطريقة لا يمكن التنبؤ بها. للتحايل على هذه المشكلة ، تم تطوير نظام محفز للجذر الجانبي (LRIS). من خلال معالجة الشتلات على التوالي باستخدام مثبط نقل الأوكسين والأوكسين الاصطناعي ، يحدث بدء الجذر الجانبي الذي يتم التحكم فيه بشكل كبير بشكل متزامن في الجذر الأساسي ، مما يسمح بأخذ عينات وفيرة من مرحلة النمو المرغوبة. تم تطوير LRIS لأول مرة من أجل نبات الأرابيدوبسيس الثاليانا ، ولكن يمكن تطبيقه على النباتات الأخرى أيضا. وفقا لذلك ، تم تكييفه للاستخدام في الذرة (Zea mays). يتم تقديم نظرة عامة مفصلة على الخطوات المختلفة ل LRIS في كلا المصنعين. أتاح الجمع بين هذا النظام والنسخ المقارنة تحديد المتماثلات الوظيفية لجينات بدء الجذر الجانبي نبات الأرابيدوبسيس في الأنواع الأخرى كما هو موضح هنا ل CYCLIN B1. 1 (CYCB1; 1) جين دورة الخلية في الذرة. أخيرا ، تتم مناقشة المبادئ التي يجب أخذها في الاعتبار عند تطوير LRIS لأنواع نباتية أخرى.

تطبيق LRIS إلى تنفيذ Transcriptomics المقارن من الجانبي عملية الجذر بدء تطبيق واحد من LRIS هو المقارنة والربط بين ملامح التعبير الجيني خلال تشكيل الجذر الوحشي في الأنواع المختلفة. نهج transcriptomics المقارنة خلق إمكانية لتحديد orthologous الجينات المشاركة في عملية التنمية الجذرية الجانبية في الأنواع المختلفة. بدء الجذر الوحشي، الذ...

يسمح النظام المحفز للجذر الجانبي (LRIS) بالحث المتزامن للجذور الجانبية ويتم تقديمه ل نبات الأرابيدوبسيس الثاليانا والذرة.

Lateral root development contributes significantly to the root system, and hence is crucial for plant growth. The study of lateral root initiation is ...

الهدف العام لنظام تحفيز الجذور الجانبية هو تحفيز بدء تكوين الجذور الجانبية في النباتات بشكل متزامن باستخدام المعالجات الهرمونية. تُعد جذور النباتات خفية ومن المعروف أنها صعبة الدراسة للغاية. لذا، قمنا بتطوير نظام في المختبر (in vitro) يسمح بدراسة عملية بدء تكوين الجذور الجانبية على المستويات الخلوية والنسيجية والجزيئية.بشكل عام، قد يواجه العلماء المبتدئون في هذه الطريقة صعوبة لأن النباتات قد لا تنمو لتلامس الوسط بشكل صحيح، مما يمنع تحفيزاً متجانساً للجذور الجانبية. ويساعد العرض المرئي لهذه الطريقة في توضيح الخطوات الحرجة التي يجب مراعاتها لضمان تحفيز متجانس. وعلى الرغم من أن هذا النظام قد تم تطويره في الأصل في نبات Arabidopsis الصغير، إلا أنه يمكن تطبيقه أيضاً على أنظمة أخرى مثل الذرة أو الأرز أو الشعير.للبدء، قم بوضع شبكة نايلون بمسام 20-micron على وسط نمو مكمل بـ NPA باستخدام ملقط معقم. ادفع الشبكة برفق فوق وسط النمو باستخدام أداة drigalski لضمان التلامس الجيد مع الوسط. بعد ذلك، اغرس عود أسنان معقم في الآجار لإنشاء سطح لاصق على عود الأسنان.استخدم خلة أسنان لتوزيع مجموعة من البذور المعقمة بالغاز بالتساوي على الأطباق المُجهزة. أغلق الأطباق بشريط لاصق نفاذ للهواء واحفظها في درجة حرارة 4 °C في الظلام لمدة يومين على الأقل وبحد أقصى أسبوع واحد. هذه الخطوة ضرورية لعملية الطبقية (stratification) ولضمان إنبات متزامن وفعال.في اليوم الثالث، تُنقل الأطباق إلى غرفة النمو لمدة يومين من الإنبات، يليها ثلاثة أيام من النمو بزاوية تتراوح بين 80 إلى 90 درجة. وفي اليوم الثامن، يتم تحديد الجذور التي نمت بالكامل ملامسة للشبكة، وفي المقابل، الجذور التي لا تلامس الشبكة. تُزال جميع الشتلات التي لا تلامس جذورها الشبكة.انقل الشبكات التي تحتوي على الشتلات إلى أطباق مُدعمة بـ 10 micromolar من NAA. وبمجرد وضعها على الطبق، قم بمسح الشبكة فوق سطح الوسط إذا لزم الأمر للتأكد من أنها في تلامس جيد مع وسط النمو. ولضمان تحريض متجانس في جميع الشتلات، من المهم استبعاد الشتلات التي لم تنمُ لتلامس الشبكة في الوسط المُدعم بـ NPA، والقيام بمسح الشبكة بشكل صحيح عند الضرورة في الوسط المُدعم بـ NAA.أغلق الأطباق الجديدة بشريط لاصق نفاذ للهواء وضعها في غرفة النمو بوضع رأسي للمدة المطلوبة بعد الحث. وعندما يحين وقت جمع العينات، استخدم مشرطاً لقطع قطع الجذور دفعة واحدة مباشرة على الشبكة، ثم اجمع العينات عن طريق كشط سطح الشبكة برفق. سنعرض الآن بعض خطوات نظام حث الجذور الجانبية في الذرة.ابدأ بتعقيم حبوب الذرة عن طريق وضع العدد المطلوب من الحبوب أولاً في دورق زجاجي معقم. بعد ذلك، أضف 100 milliliters من sodium hypochlorite بنسبة 6% في الماء إلى الدورق وأضف قضيب تحريك مغناطيسي. ضع الدورق على جهاز تحريك مغناطيسي وحركه بسرعة منخفضة لمدة خمس دقائق في درجة حرارة الغرفة.أزل محلول المبيض برفق. استبدله بـ 100 milliliters من الماء المعقم الطازج واشطف النوى لمدة خمس دقائق. كرر هذه الخطوة خمس مرات.ارتدِ زوجاً من القفازات واقطع قطعتين من المناشف الورقية، وضعهما فوق بعضهما البعض على سطح نظيف. بعد ذلك، قم بطي الورقتين طولياً. استخدم الملاقط لتوزيع 10 بذور على بُعد حوالي سنتيمترين من الأعلى، على طول الورقة بالكامل، مع الحفاظ على مسافة فاصلة تبلغ ثمانية سنتيمترات بين كل بذرة وأخرى، وترك ثمانية سنتيمترات فارغة عند كلا الطرفين.تأكد من أن جذير النواة موجه للأسفل ونحو الورقة. قم بلف الورقة برفق على طولها مع الحفاظ على ثبات البذور في مكانها. يمكن رش الورقة بالماء المعقم لتسهيل هذه الخطوة إذا لزم الأمر.ضع اللفائف في أنابيب زجاجية معقمة وثبّت أنابيب إضافية في الحامل. صُب 125 milliliters من محلول NPA بتركيز 50 micromolar فوق لفافة الورق الموجودة في الأنبوب. ستمتص لفافة الورق المحلول وتصبح مشبعة تماماً.ضع نظام لفائف الورق في خزانة النمو لمدة ثلاثة أيام. تأكد من بقاء لفائف الورق مشبعة خلال فترة التحضين عن طريق إضافة محلول NPA إضافي حسب الحاجة. ولضمان تحريض متجانس لبدء تكوين الجذور الجانبية، من المهم التحقق من بقاء لفائف الورق رطبة في محلول NPA، مع مراعاة عدم غمر الجذور في السائل نفسه.بعد ثلاثة أيام من التعرض لـ NPA، تكون شتلة الذرة ذات ساق صغيرة وجذر يبلغ طوله حوالي 2-3 سنتيمترات. وفي اليوم الرابع، يتم عصر معظم محلول NPA المتبقي بلطف من اللفافات الورقية، ثم تُوضع اللفافات في ماء معقم حتى تتشبع. وبعد مرور خمس دقائق تقريبًا، يتم عصر معظم الماء من اللفافات الورقية بلطف.كرر خطوة الغسل ثلاث مرات. بعد الشطف النهائي، اعصر معظم الماء ثم أعد الورق إلى الأنبوب. صب محلول NAA بتركيز 50 micromolar فوق لفائف الورق في الأنابيب حتى تتشرب السائل تماماً.بعد ذلك، ضع نظام لفائف الورق في خزانة النمو للمدة المطلوبة بعد الحث. وبالمقارنة مع بادرات خط علامة استجابة الأوكسين pDR5-GUS التي لم تنمُ في وجود NAA أو التي نمت لمدة ساعة واحدة في وجود NAA، تُظهر البادرات التي نمت لمدة ساعتين في وجود NAA استجابة للأوكسين، وهي إحدى أولى الأحداث التي تحفز بدء تكوين الجذور الجانبية. وتبدأ هذه الانقسامات في التحرك للأعلى من القمة بدءاً من ساعتين تقريباً، وتزداد مع التعرض المطول لـ NAA.باستخدام خط علامة الدورة الخلوية pCYCB1;1-Gus، يمكن ملاحظة أولى انقسامات الخلايا التي تؤدي إلى تكوين الجذور الجانبية بدءاً من حوالي ست ساعات بعد بدء المعالجة بـ NAA. يمكن استخدام المصفوفات الدقيقة (Microarrays) و تقنية rt-PCR الكمية لتقييم تعبير جينات مختلفة عبر المناطق المتنوعة في جذور Arabidopsis والذرة أثناء تحفيز الجذور الجانبية. وفي كل من Arabidopsis والذرة، عندما تنمو النباتات لفترة أطول، ستؤدي الانقسامات المحفزة إلى تطور ونمو الجذور الجانبية.كإثبات لمفهوم النظام على نبات الذرة، تظهر هنا شتلات نمت تحت ظروف مختلفة للمقارنة. تمتلك الشتلات التي نمت لمدة 10 أيام في الماء جذوراً جانبية لم تبدأ في الظهور بشكل متزامن وهي متباعدة على طول المحور. أما الشتلات التي نمت لمدة 10 أيام في وجود NPA فلا تحتوي على أي جذور جانبية على الإطلاق.تُظهر الشتلات التي نُميت لمدة ثلاثة أيام في وسط يحتوي على NPA، متبوعة بمعالجة بـ NAA، تحفيزاً هائلاً ومتزامناً للجذور الجانبية. لقد عرضنا لكم في هذا الفيديو كيفية إعداد نظام قابل للتحفيز لنمو الجذور الجانبية، والذي ثبت أنه ضروري جداً في اكتشاف رؤى أساسية جديدة حول عملية تفرع الجذور. لقد أظهرنا لكم كيفية عمل هذا النظام في نباتي Arabidopsis والذرة، ولكن يمكن تكييفه بسهولة مع أنواع نباتية أخرى مختارة.بالتوفيق.

lateral-root-inducible-system-in-arabidopsis-and-maize

Research

JoVE Journal

Biology

علم الأحياء

نقدم الإجراء لتجميع البذور الفراش معطف مقايسة (SCBA) من بذور نبات الأرابيدوبسيس thaliana. وقد أظهرت SCBA أن تكون أداة قوية لاستكشاف وراثيا في المختبر وكيفية إنبات البذور الضوابط السويداء في البذور نائمة واستجابة لمنبهات الضوء. وSCBA هو من حيث المبدأ المعمول بها تحت أي الحالة التي يشتبه السويداء على التأثير في النمو الجنيني.

معطفا البذور الفراش الفحص لاستكشاف وراثيا<em&gt; في المختبر</em&gt; كيف إنبات البذور في الضوابط السويداء<em&gt; نبات الأرابيدوبسيس thaliana</em

يتم توظيف تدخل الحمض النووي الريبي مزدوج تقطعت بهم السبل (dsRNAi) تقنية لأسفل تنظيم أنزيم الذرة السنامويل واختزال (ZmCCR1) الجينات إلى انخفاض محتوى اللجنين النبات. هو تصور اللجنين أسفل التنظيم من جدار الخلية بواسطة التحليلات المجهرية وكميا من خلال طريقة Klason. يتم تحليل التغيرات التركيبية في هيميسيلولوز والسليلوز البلورية.

اللجنين أسفل تنظيم<em&gt; ذرة شامية</em&gt; عبر dsRNAi وKlason تحليل اللجنين

العديد من الجينات المهمة من الناحية التنموية لها أنماط تعبير خاصة بالخلايا أو الأنسجة. تصف هذه الورقة تجارب LM RNA-seq لتحديد الجينات التي يتم التعبير عنها بشكل تفاضلي عند حدود شفرة غمد أوراق الذرة وفي طفرات lg1-R مقارنة بالنوع البري. تنطبق الاعتبارات التجريبية التي تمت مناقشتها هنا على التحليلات النسخية للظواهر التنموية الأخرى.

تصميم تجريبي ليزر تسليخ مجهري RNA تسلسل: دروس من تحليل التنمية الذرة ورقة

يوضح هذا البروتوكول طريقة تحضير عينة نباتية للفحص المجهري للصفائح الضوئية. يتميز الإعداد بتركيب النبات عموديا على سطح الجل وتركه ينمو في ظروف مشرقة خاضعة للرقابة. هذا يسمح بمراقبة طويلة الأمد لتطور أعضاء النبات في ظروف موحدة.

المجهر الضوئي ورقة الإسفار من جذور النباتات التي تنمو على سطح الأرض من هلام

ويحدد هذا البروتوكول وسيلة لمراقبة امبريوجينيسيس في نبات عن طريق إزالة ovule متبوعاً بالتفتيش على تشكيل نمط الجنين تحت مجهر.

أسلوب لوصف امبريوجينيسيس في نبات

ويرد بروتوكولا محسنة لقياس التعبير الجيني عابرة من ثوابت مراسل في الخلايا الارون الشعير بعد قصف الجسيمات. مزيج الحبوب الآلي طحن مع فحوصات إنزيم لوحة 96-جيدا يوفر إنتاجية عالية لهذا الإجراء.

قياس التعبير الجيني في طبقات الارون الشعير قصفت مع زيادة الإنتاجية

هنا، يصف لنا توليد وتطبيق مجموعة من المعدلة وراثيا التمويل نبات خطوط التعبير إيندوسيبلي، الخاصة بالانسجة مواتية في الخلايا الإنشائية الرئيسية الثلاثة وأرض قمية تبادل لإطلاق النار وأرض قمية الجذر وكامبيوم.

إيندوسيبلي، الخلية المحددة بنوع التعبير في نبات التمويل "عن طريق لحجر" بوساطة ترانس-التنشيط

يمكن استخدام الجينات المورجينية النباتية لتحسين التحول الوراثي للأنماط الجينية المتمردة. وصف هنا هو بروتوكول التحول الوراثي بوساطة Agrobacterium(QuickCorn) لثلاثة خطوط ذرة عامة هامة أصيلة.

البكتريا الزراعية-بوساطة تحويل الجنين غير الناضج من خطوط الذرة المستعبدة المستنعين باستخدام الجينات المورجينية

ترجمة تنقية تقارب الريبوسوم (TRAP) يوفر إمكانية تشريح البرامج التنموية مع الحد الأدنى من معالجة الأعضاء والأنسجة. ينتج البروتوكول عن الحمض النووي الريبي عالي الجودة من الخلايا المستهدفة ببروتين فلورسنت أخضر (GFP) يسمى وحدة فرعية من الريبوزيوم. تكشف أدوات التحليل المصب، مثل qRT-PCR أو RNA-seq، عن ملفات تعريف التعبير الخاصة بنوع الأنسجة والخلايا.

ترجمة تنقية التقارب الريبوسم (TRAP) للتحقيق في تطوير جذر Arabidopsis thaliana على مقياس نوع الخلية الخاصة

يقدم هذا البروتوكول ملخصا مفصلا لاستراتيجيات تلقيح جذور النباتات بالميكروبات التي تنقلها التربة. مثال على الفطريات Verticillium longisporum و Verticillium dahliae ، يتم وصف ثلاثة أنظمة عدوى جذرية مختلفة. يتم تسليط الضوء على التطبيقات المحتملة والتحليلات النهائية المحتملة ، وتناقش المزايا أو العيوب لكل نظام.

استراتيجيات التلقيح لإصابة جذور النباتات بالكائنات الحية الدقيقة التي تنقلها التربة

نحن نستخدم أدوات معملية بسيطة لفحص بنية نظام الجذر (RSA) ل Arabidopsis و Medicago. تزرع النباتات في الماء فوق شبكة وتنتشر باستخدام فرشاة فنية للكشف عن RSA. يتم التقاط الصور باستخدام المسح الضوئي أو كاميرا عالية الدقة ، ثم يتم تحليلها باستخدام ImageJ لتعيين السمات.

بروتوكول بسيط لرسم خرائط سمات بنية نظام جذر النبات

تعلم نظام تحفيز الجذور الجانبية المتزامن في Arabidopsis thaliana والذرة باستخدام معالجات هرمونية. يتيح هذا النظاد دراسة آليات تكوين الجذور على المستوى الخلوي والنسيجي.

الجانبي جذر النظام محرض في

استكشف المزيد من الفيديوهات