Un Protocolo de Pantalla Mutante de Señalización de Señalización de Fuerza Táctil Y Repetible para el Estudio de la Thigmomorfogénesis de una Planta Modelo Arabidopsis thaliana

Summary

Una suave máquina de carga de fuerza táctil está construida a partir de cepillos de pelo humanos, brazos robóticos y un controlador. Los cepillos para el cabello son accionados por brazos robóticos instalados en la máquina y se mueven periódicamente para aplicar la fuerza táctil en las plantas. La fuerza de los toques capilares accionados por máquina es comparable a la de los toques aplicados manualmente.

Abstract

Las plantas que responden a las estimulaciones mecánicas intracelulares y extracelulares (o señales de fuerza) y desarrollan cambios morfológicos especiales, un llamado thigmomorfogénesis. En las últimas décadas, se han identificado y reportado varios componentes de señalización por estar involucrados en la mechanotransducción (por ejemplo, proteínas de unión a iones de calcio y enzimas de biosíntesis de ácido jasmónico). Sin embargo, el ritmo relativamente lento de la investigación en el estudio de la señalización de la fuerza o thigmomorfogénesis se atribuye en gran medida a dos razones: el requisito de la inducción táctil humana laboriosa de la thigmomorfogénesis y los errores de fuerza de la fuerza asociados con el tacto manual de las personas. Para mejorar la eficiencia de la carga de fuerza externa en un organismo vegetal, se construyó una máquina de carga automática de fuerza táctil. Estos toques robóticos de cepillodes de pelo impulsados por brazos proporcionan una simulación de fuerza táctil fácilmente repetible y ahorradora de mano de obra, rondas ilimitadas de repetición táctil y fuerza táctil ajustable. Esta máquina de carga de fuerza táctil para el cabello se puede utilizar tanto para el cribado a gran escala de mutantes de señalización de fuerza táctil como para el estudio fenomics de la thigmomorfogénesis vegetal. Además, los materiales táctiles como el cabello humano, se pueden reemplazar con otros materiales naturales como el cabello animal, hilos de seda y fibras de algodón. Los brazos móviles automatizados de la máquina pueden estar equipados con boquillas de aspersión de agua y sopladores de aire para imitar las fuerzas naturales de las gotas de lluvia y el viento, respectivamente. Mediante el uso de esta máquina automática de carga de fuerza táctil para el cabello en combinación con el toque de hisopo de algodón realizado a mano, hemos investigado la respuesta táctil de dos mutantes de señalización de fuerza, MAP KINASE KINASE 1 (MKK1) y plantas MKK2 . Los fenomemos de las plantas de tipo salvaje cargadas por fuerza táctil y dos mutantes fueron evaluados estadísticamente. Han mostrado diferencias significativas en la respuesta táctil.

Introduction

Thigmomorfogénesis vegetal es un término que fue acuñado por Jaffe, MJ en 1973¹. Es un tropismo vegetal pero diferente del conocido fototropismo o gravitropismo causado por losestímulos de la luz solar o la gravedad 2,^3. Describe alteraciones fenotípicas asociadas con estimulaciones mecánicas periódicas, que han sido observadas con frecuencia por los botánicos en tiempos anteriores^4,5. Las gotas de lluvia, el viento, las plantas, los toques animales y humanos, incluso las mordedurasde animales, se conside....

Protocol

1. Preparación de semillas

NOTA: Las semillas de Arabidopsis de tipo silvestre(Col-0) así como los mutantes de pérdida de función mkk1 y mkk2 utilizados fueron compradas en el Centro de Recursos Biológicos de Arabidopsis (ABRC, https://www.arabidopsis.org, Columbus, OH).

1. Calcular cuántos individuos de planta de cada genotipo se utilizarán para un análisis estadístico fiable. Preparar un número suficiente de semillas en función de la tasa de germinación de cada línea, por lo general 4-5 veces más de lo que se necesita para un experimento. Asegúrese de que se puede utilizar un número suficiente de plantas ....

Results

La máquina de carga automática de fuerza táctil para el cabello
Para la observación de cambios morfológicos en las plantas, tanto las condiciones de crecimiento reproducibles como los métodos de tratamiento son clave para obtener resultados repetibles. Este cribado mutante de señalización de fuerza táctil automática y de alto rendimiento es logrado por la máquina de carga de fuerza táctil para el cabello de nueva construcción, Modelo K1 (Figura1, Figu.......

Discussion

La thigmomorfogénesis es una respuesta compleja de crecimiento de la planta hacia perturbaciones mecánicas, que implica una red de señalización celular y acción de las fitohormonas. Es una consecuencia de la evolución adaptativa de las plantas para sobrevivir en las condiciones ambientales indeseables^25,26. El tacto mecánico, especialmente el toque de los dedos humanos y el toque de hisopo de algodón de mano, han sido seleccionados para estudiar estos cambios mor.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
4 cepillos para el cabello	personalizados
con un soporte		personalizado Soporte personalizado	1000 mm de longitud y brazo robótico de 560 mm de longitud
57 Motor		a paso 57HS22-A
para macetas multiusos	Plantmate, Hong Kong
Semillas de plantas de Arabidopsis	Centros de Recursos Biológicos, Columbus, OH		Para la compra de semillas de arabidopsis
para macetas BIO-MIX	Jiffy Products International BV, Países Bajos	1000682050	mezclaron dos suelos para cultivar Arabidopsis. La proporción de tierra para macetas de todos los propósitos y   BIO-MIX es
un radiómetro de investigación 1:2 IL 1700	International Light, Newburyport, MA		Se puede medir la intensidad de la luz tanto de la radiación activa fotosintética como de longitud de onda completa.
ImageJ	https://imagej.nih.gov/ij/download.html		Software descargado gratis
Ju Feng Precision and Automation Technology Limited	Shenzhen, China		Para actuadores lineales accionados por correa y otros módulos mecánicos, compre
Placa de unión del bloque			Para fijar el módulo de riel guía Y o la viga auxiliar Y en la parte posterior de los bloques deslizantes
Placa de unión del eje X módulo		personalizado	Para conectar el módulo de carril guía X y la viga auxiliar X
Bloque
deslizante WDT4045 módulo		843 mm, personalizado	Preinstalado con dos bloques deslizantes y un motor paso a paso de 57
WDT4045 módulo		de 1038 mm, personalizado	Preinstalado con dos bloques deslizantes y un motor
paso a paso de 57Viga auxiliar del eje X	de 843 mm, personalizada	Preinstalada con dos bloques de deslizamiento