Calcofluor-Weißfärbung: Eine einfache Methode zur UV-induzierten Fluoreszenzvisualisierung von Zelluloseablagerungen in Zellwänden von Dikotyledonen-Pflanzenstängelschnitten

In pflanzlichen Zellen umgibt die Zellwand, eine spezialisierte Schutzschicht, die Plasmamembran. Die Zellwand besteht überwiegend aus Cellulose, einem linearen, unverzweigten Polysaccharid von Glukosemonomeren, die über β-1, 4 glykosidische Bindungen Ende-zu-Ende verbunden sind.

Cellulose liegt in einem aggregierten Zustand in Form von orthogonal angeordneten Cellulose-Mikrofibrillen vor, die in eine Hemicellulose-, Pektin- und Proteinmatrix eingebettet sind.

Bestimmte Zellen, wie z. B. die des vaskulären Xylemgewebes und der interfaszikulären Fasern, enthalten in ihren Zellwänden auch das Härtungsmittel Lignin.

Um die Zelluloseablagerung in pflanzlichen Zellwänden sichtbar zu machen, beginnen Sie mit in Agarose eingebetteten Querschnitten eines Dikotyledonen-Pflanzenstamms in Puffer. Fügen Sie eine wässrige Lösung von Calcofluorweiß, einem chemifluoreszierenden, planaren Farbstoff, hinzu. Inkubieren, damit der Farbstoff in das Gewebe diffundieren kann.

Im Inneren interagiert Calcofluorweiß über seine Hydroxylfunktionellen Gruppen und bildet Wasserstoffbrückenbindungen mit Hydroxylgruppen von Glukosemonomeren in Zellulose. Dies bringt den Farbstoff in die Nähe von Zellulose und begünstigt zusätzliche Van-der-Waals-Wechselwirkungen, was zu einem stabilen Farbstoff-Zellulose-Komplex führt.

Übertragen Sie die Stielabschnitte auf einen Glasobjektträger und montieren Sie ein Deckglas. Unter Beleuchtung mit ultraviolettem Licht fluoreszieren die zellulosegebundenen Farbstoffmoleküle hellweiß.

Zellen der Epidermis, der Rinde und des Markits weisen aufgrund des hohen Zellulosegehalts eine intensive Fluoreszenz mit klar abgegrenzten Zellwandumrissen auf. Im Vergleich dazu fluoreszieren Zellen von Xylem- und interfaszikulären Fasern schwach, was möglicherweise auf eine unzureichende Farbstoffdiffusion aufgrund des Vorhandenseins von Lignin hindeutet.

Für die Färbung von Calcofluorweiß übertragen Sie die Stielabschnitte in ein Mikrozentrifugenröhrchen und fügen Sie einen Milliliter der 0,02%igen Calcofluorweißlösung hinzu. Pipettieren Sie die Lösung vorsichtig auf und ab. Fahren Sie mit der Inkubation fort und waschen Sie die Abschnitte wie im Textprotokoll beschrieben, bevor Sie die Abschnitte unter UV-Licht betrachten.