Das Lateral Root Inducible System (LRIS) ermöglicht die synchrone Induktion von Seitenwurzeln und wird für Arabidopsis thaliana und Mais vorgestellt.
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Methodenartikel
Seitenwurzel induzierbaren Systems in
* These authors contributed equally
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die seitliche Wurzelentwicklung trägt wesentlich zum Wurzelsystem bei und ist daher entscheidend für das Pflanzenwachstum. Die Untersuchung der lateralen Wurzelinitiierung ist jedoch mühsam, da sie nur in wenigen Zellen innerhalb der Wurzel und auf unvorhersehbare Weise stattfindet. Um dieses Problem zu umgehen, wurde ein Lateral Root Inducible System (LRIS) entwickelt. Durch die nachfolgende Behandlung der Sämlinge mit einem Auxin-Transporthemmer und einem synthetischen Auxin erfolgt eine hochgradig kontrollierte laterale Wurzelinitiierung synchron in der Primärwurzel, was eine reichliche Beprobung eines gewünschten Entwicklungsstadiums ermöglicht. Das LRIS wurde zunächst für Arabidopsis thaliana entwickelt, kann aber auch auf andere Pflanzen angewendet werden. Dementsprechend wurde es für den Einsatz in Mais (Zea mays) angepasst. Es wird ein detaillierter Überblick über die verschiedenen Schritte des LRIS in beiden Werken gegeben. Die Kombination dieses Systems mit vergleichender Transkriptomik ermöglichte es, funktionelle Homologe von Arabidopsis-lateralen Wurzelinitiationsgenen in anderen Spezies zu identifizieren, wie hier für das CYCLIN B1 dargestellt; 1 (CYCB1; 1) Zellzyklus-Gen in Mais. Abschließend werden die Grundsätze diskutiert, die bei der Entwicklung eines LRIS für andere Pflanzenarten zu berücksichtigen sind.
Einleitung
Das Wurzelsystem ist von entscheidender Bedeutung für das Pflanzenwachstum, da es sicherstellt, Verankerung und die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen aus dem Boden. Weil die Expansion eines Wurzelsystem stützt sich hauptsächlich auf die Herstellung von Seitenwurzeln, ihre Einführung und Bildung weitgehend untersucht worden. Seitenwurzeln in einer bestimmten Untergruppe von Perizykel Zellen initiiert, die so genannte Gründerzellen 1. In den meisten Dikotyledonen wie Arabidopsis thaliana, sind diese Zellen an den Protoxylem Polen 2 angeordnet, wohingegen in Monokotyledonen wie Mais, werden sie an den Phloem Pole 3 ge....
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Protokoll
1. Arabidopsis LRIS Protocol
Hinweis: Der Text bezieht sich auf "klein" oder "groß" angelegten Experimenten. Kleinen Maßstab Versuche, wie Markierungslinie Analyse und histologischen Färbung 6, 14, erfordern nur ein paar Proben. Großversuche, wie die quantitative Echtzeit-qRT-PCR, Mikroarrays 9-11 oder RNA-Sequenzierung, erfordern eine größere Menge von Proben. Als solche wird eine Menge von etwa 1000 Sämlinge pro Probe wurde durch Vanneste et al. 11 verwendet, um Mikroarray nach Wurzelsegment Dissektion durchführen.
TAG 1
- S....
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Ergebnisse
Anwendung des LRIS um des Seitenwurzel Initiation Prozess durchzuführen Vergleichs Transcriptomics
Eine Anwendung der LRIS ist der Vergleich und die Korrelation von Genexpressionsprofilen in seitlichen Wurzelbildung in verschiedenen Arten. Vergleichende Transkriptomik nähert schaffen die Möglichkeit, orthologen Genen in der lateralen Wurzelentwicklung in verschiedenen Spezies beteiligt lokalisieren. Seitenwurz.......
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Diskussion
Im Arabidopsis LRIS Protokoll ist es wichtig, nur die Keimlinge, die vollständig in Kontakt mit der NPA-enthaltenden Wachstumsmedium gezüchtet wurden übertragen. Dies stellt sicher, daß Seitenwurzelinitiierung über den gesamten Wurzellänge blockiert. Um Verwundung der Pflänzchen bei der Übertragung zu verhindern, können die Arme der Pinzette unter gekrümmte den Kotyledonen der Sämling eingehängt werden. Bei der Übertragung, stellen Sie sicher, dass die Sämling Wurzeln sind in ausreichenden Kontakt mit dem NAA-h.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Danksagungen
Die Autoren danken Davy Opdenacker für die technische Unterstützung und die Fotografie. Wir danken Dr. Annick Bleys herzlich für hilfreiche Vorschläge zur Verbesserung des Manuskripts. Diese Arbeit wurde finanziert durch das Interuniversity Attraction Poles Programme IUAP P7/29 "MARS" des belgischen Föderalen Büros für Wissenschaftspolitik, durch das FWO Grant G027313N und durch die Agentur für Innovation durch Wissenschaft und Technologie, IWT (IR).
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| ARABIDOPSIS LRIS | |||
| Saatgut | |||
| Arabidopsis Saatgut | Col-0 ecotype | ||
| Gassterilisation von Saatgut | |||
| Mikrozentrifugenröhrchen 1,5 ml | SIGMA-ALDRICH | 0030 125.215 | Eppendorf Mikroröhrchen 3810X, PCR clean |
| Mikrozentrifugenröhrchen 2 ml | SIGMA-ALDRICH | 0030 120.094 | Eppendorf Safe-Lock Mikrozentrifugenröhrchen |
| Salzsäure | Merck KGaA | 1,003,171,000 | 37% (Rauch) für die Analyse EMSURE ACS,ISO,Reag. Ph Eu |
| Glasexsikkator | SIGMA-ALDRICH | Pyrex | |
| Glasbecher | |||
| Kunststoff Mikrozentrifugenröhrchen Box oder Halter | |||
| Bleiche Sterilisation von Saatgut | |||
| Ethanol | Chem-Lab nv | CL00.0505.1000 | Ethanol, abs. 100% a.r. verdünnt auf 70% |
| Natriumhypochlorit (NaOCl) | Carl Roth | 9062.3 | 12% |
| Tween 20 | SIGMA-ALDRICH | P1379 | |
| steriles Wasser | |||
| Wachstumsmedium | |||
| Salzgemisch | DUCHEFA Biochemie B.V. | M0221-0050 | |
| Myo-Inositol | SIGMA-ALDRICH | I5125-100G | |
| 2-(N-morpholino)ethansulfonsäure (MES) | DUCHEFA Biochemie B.V. | M1503.0100 | |
| Saccharose | VWR, International LLC | 27483.294 | D(+)-Saccharose Ph. Eur. |
| KOH | Merck KGaA | 1050211000 | Pellets für die Analyse (max. 0,002% Na) EMSURE ACS,ISO,Reag. Ph Eur |
| Plant Tissue Culture Agar | LabM Limited | MC029 | |
| Laterale Wurzelinduktionschemikalien | |||
| N-1-naphthylphthalamsäure (NPA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | Nr. N0926.0250 | 10 µ M (Arabidopsis) |
| 1-Naphthalinessigsäure (NAA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | Nr. N0903.0050 | 10 µ M (Arabidopsis) |
| Dimethylsulfoxid (DMSO) | SIGMA-ALDRICH | 494429-1L | |
| Herstellung eines Netzes für Transfer | |||
| Nylon-Mesh | Prosep byba | Synthetisches Nylon-Mesh 20 & micro; m | |
| Aussaat und Setzlingshandlingquadratische Petrischalenplatten | |||
| GOSSELIN | BP124-05 | 12 x 12 cm | |
| 50 ml DURAN Röhrchen | SIGMA-ALDRICH | CLS430304 | Corning 50 ml Zentrifugenröhrchen |
| drigalski | Carl Roth | K732.1 | |
| Pipette | |||
| geschnittene Pipettenspitzen | Daslab | 162001X | Universal 200, 5 mm Spitze vor dem Autoklavieren abschneiden |
| atmungsaktives Klebeband | 3M Deutschland GmbH | Kat.-Nr. 1530-1 | |
| Pinzette | Fiers nv/sa | K342.1; K344.1 | Dumont Pinzette Typ A Nr. 5; Dumont Pinzette Typ e Nr 7 |
| Wachstumsbedingungen | |||
| Wuchs Raum | 21 > C, continuous light | ||
| Materials | Company | Katalog< | >Kommentare |
| MAIZE LRIS | |||
| Saatgut | |||
| Maiskörner | B-73 | ||
| Bleichsterilisation von Kernen | |||
| Glasbecher | |||
| Magnetrührer | Fiers nv/sa | C267.1 | |
| Natriumhypochlorit (NaOCl) | Carl Roth | 9062.3 | 12% |
| steriles Wasser | |||
| Lateralwurzelinduktionschemikalien | |||
| N-1-naphthylphthalamsäure (NPA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | Nr. N0926.0250 | 50 µ M (Mais-Primärwurzel), 25 & Mikro; M (Adventituswurzel Mais) |
| 1-Naphthalinessigsäure (NAA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | Nr. N0903.0050 | 50 µ M (Mais) |
| Dimethylsulfoxid (DMSO) | SIGMA-ALDRICH | 494429-1L | |
| Aussaat und Sämlingshandhabung | |||
| Papierhandtücher | Kimberly-Clark Professional* | 6681 | SCOTT Handtücher - Rolle / Weiß; Blattformat (24 x 46 cm) |
| Saatgutkeimpapier | Anchor Paper Company | 10 X 15 38# Saatgutkeimpapier | |
| Pinzette | Fiers nv/sa | K342.1; K344.1 | Dumont Pinzette Typ A Nr. 5; Dumont Pinzette Typ e nr 7 |
| 250 ml (Zentrifuge) Röhrchen | SCHOTT DURAN | 2160136 | ca. 5,6 cm Durchmesser und 14,7 cm Höhe |
| 700 ml Röhrchen | DURAN GROUP | 213994609 | Zylinder, Rundfußrohr, D 60 x 250 |
| Gestell | für Maisrohre, hausgemachtes | ||
| steriles Wasser | |||
| Wachstumsbedingungen | |||
| Schrank | 27 &/Grad; C, Dauerlicht, 70% relative Luftfeuchtigkeit |
Referenzen
- 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).
- Dolan, L., et al. Cellular organisation of the Arabidopsis thaliana root. Development.....
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Nachdrucke und Genehmigungen
