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Este método de preparación de la muestra permite el cultivo de la planta en el interior de la cámara de muestra microscopio mientras se observa el sistema radicular con un microscopio de luz de hoja (Figura 1). La planta crece en la superficie de una capa de gel (½ medio MS que contiene 1,5% de goma gellan) montado en un soporte de muestra diseñado a medida (Figura 2). El soporte de la muestra es 3D impreso utilizando una resina transparente como material. Una versión fabricado destacando las dimensiones se representa en la Figura 2C. Las raíces se sumergen en líquido (½ medio MS), que se actualiza continuamente mediante un sistema de perfusión. Las hojas se mantienen en el aire y se iluminan de forma continua con una intensidad de luz de 130 mol / m² / s procedente de los LED azules y rojos que están dispuestos en un anillo por encima de la planta (Figura 1A, B y la Figura 3A-C). El anillo de LED se fabrica en nuestro taller de máquina yproporcionamos detalles técnicos sobre cómo construir el anillo de LED en la Figura 3 y la lista de materiales. La intensidad de la luz se puede ajustar de forma continua que va desde 30-250 mmol / m 2 / s (Figura 3D). El sistema de raíces es la sombra de pequeñas hojas de una lámina de plástico negro que cubre la superficie del agua (Figura 1). Cualquier luz parásita de la iluminación, que se recaba por la lente de detección es filtrada por el filtro de GFP (Figura 3E).
Con esta configuración, se registró un lapso de tiempo de un crecimiento de las raíces laterales de Arabidopsis durante 17 h usando un lente de 20X / 0.5 (Figura 4). La raíz lateral tiene su origen en la capa de células periciclo, que se encuentra en el interior de la raíz primaria. Con el fin de demostrar las capacidades de formación de imágenes incluso más profundos en el interior de un tejido durante períodos de tiempo prolongados, se utilizó un aumento mayor (40X / 0.75) para capturar la formación de un ro lateralot de la primera etapa primordio hasta la aparición de la raíz primaria dentro de un período de tiempo de 38 h (Figura 5). Una rebanada 2D ejemplar del conjunto de datos se muestra en la Fig. 5B. Esta grabación nos permite seguir la dinámica de la formación de raíces laterales en 3D (Figura 5A) con una resolución celular.

Figura 1: Las condiciones de crecimiento dentro de la cámara de muestra OpenSPIM. A) Croquis de la cámara de imágenes. La planta está creciendo en posición vertical sobre la superficie de un gel, montado en un soporte de muestra hecha a la medida (véase también la figura 2). Las raíces están creciendo en un medio líquido, que se intercambia continuamente por un sistema de perfusión. La planta de hojas crecen en el aire y son iluminados por LED rojos y azules (véase también la Figura 3). El sistema radicular es la sombra del ingenio h pequeñas hojas de una lámina de plástico negro que cubre la superficie del agua. Una tapa hecha de dos pedazos de papel de aluminio negro reduce aún más la cantidad de luz por debajo de la superficie del agua y mantiene la humedad en la cámara de muestra. El panel ampliada a la derecha destaca la planta que crece en la superficie de un bloque de gel sumergido en el medio líquido. Una gota de agarosa monta la raíz en el gel. La caja de puntos indica la región de interés observada por el microscopio. B) Fotografía de la cámara de imágenes (sin tapa). Números (1) - (10) en A y B representan: (1): x / y / z / θ-etapa con el anillo de LED, (2): soporte de muestra, (3): tapa, (4): Arabidopsis thaliana , (5): hojas de lámina de plástico negro, (6): sistema de perfusión, (7): detección de lente de objetivo, (8): medio líquido, (9): cámara de muestra, (10): iluminación de lente de objetivo. C) La tapa está hecha de dos piezas de papel de aluminio negro. target = "_ blank"> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: El soporte de la muestra. A) Modelo 3D. El archivo de modelo 3D se ofrece en el material complementario. B) Fotografía de grabados 3D utilizando diferentes materiales (1) - (3): plástico transparente de acrílico, (4) y (5): resina, (6): resina transparente. C) Dibujo técnico del soporte de la muestra, los números representan milímetro. D) Fotografía del soporte de la muestra fabricada con una planta montada. La zona de puntos pueden ser observados por el microscopio. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Figura 3: Configuración de la iluminación de la planta. A) diagrama de circuito esquemático de la lámpara. Pares de LED se pueden activar / desactivar de forma individual para que el rayo direccional. LED: diodo emisor de luz, R: resistencia, T: transistor, JP: cabeza de alfiler. B) El diseño final de la lámpara de iluminación fue dibujado usando un software de PCB (PCB: placa de circuito impreso). Proporcionamos el archivo de diseño de la placa en el material complementario. A continuación, la placa fue fabricado y ensamblado en el taller de máquinas MIBA de nuestro instituto. C) Fotografía del anillo de LED de encendido. Cuatro pares de un rojo y un LED azul están dispuestos en un anillo. D) El rango de tensión se puede ajustar entre 3,5 V y 14,0 V. Las resistencias se utilizaron para llegar a la cantidad de luz que van desde 30-250 mmol / m 2 / s (R1-8: 220 Ohm, R9-12: 1.220 Ohm ). E) El espectro de emisión de la lámpara, GFP y YFP. tp: //ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55044/55044fig3large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Tiempo de grabación de lapso de Arabidopsis thaliana raíces laterales. El 5 días de edad de plántulas expresa un marcador de membrana (pUBQ10 :: YFP-PIP1; 4) y un reportero nuclear (pGATA23 :: nls-GUS-GFP) que marca específicamente periciclo células que se convierten en una raíz lateral. Una pila de 217 imágenes (3 micras z-espacio) se capturó cada 15 min para la grabación de 17 h utilizando un objetivo 20X / 0.5. A) cuatro puntos de tiempo de 69 se muestran en una proyección de intensidad máxima. B) se muestran Seis de cada 217 rebanadas individuales de una pila Z de un punto de tiempo. Las barras de escala en A y B representan 100 micras.carga / 55044 / 55044fig4large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: El tiempo de grabación de lapso de Arabidopsis thaliana raíces laterales. El 6 días de edad de plántulas expresa un marcador de membrana (pUBQ10 :: YFP-PIP1; 4) y un reportero nuclear (pGATA23 :: nls-GUS-GFP) que marca específicamente periciclo células que se convierten en una raíz lateral. Una pila de 200 imágenes (1,5 micras z-espacio) se capturó cada 15 min para la grabación de 38 h utilizando un objetivo 40X / 0.75. A) Representación 3D de cuatro puntos de tiempo, los números en la red representan micras, B) sola rebanada a través del plano central de la raíz principal. La barra de escala representa 50 micras. Por favorclic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Supplemental_File _-_ 3D_Sample_Holder.stl. Se proporciona el archivo de modelo 3D. Por favor, haga clic aquí para descargar este archivo.
Archivo suplementario Anillo Board.brd LED. Se proporciona el archivo de diseño de la placa. Por favor, haga clic aquí para descargar este archivo.