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

Construimos una máquina de fuerza táctil automática para observar la morfogénesis de la señal vegetal. Los brazos robóticos que instalé con cepillos de pelo humanos para aplicar una suave fuerza táctil en las plantas. En comparación con el toque de dedo humano, la máquina táctil automática del cabello humano puede ofrecer más ahorro de mano de obra, una carga de fuerza táctil uniforme.

El tiempo necesario para una ronda de carga de fuerza se puede restringir en cuestión de minutos. En comparación con varias horas de toque de dedo y un toque de hisopo de algodón, la máquina robótica puede mejorar en gran medida la investigación de respuesta mercantil de la planta. Al aumentar la eficiencia y la población de las plantas tratadas, anticipamos que la máquina táctil automática se aplicará en un cuatro pantallas mutantes de señalización y los estudios de respuesta mercantil tanto en plantas como en animales.

Para comenzar, pruebe la tasa de germinación de cada genotipo después de nutrir las semillas en una placa de agar del 8% con medio de PRO durante siete días. De acuerdo con la tasa de germinación, preparar las semillas de cuatro a cinco veces más que el número deseado de plantas a producir. Sumerja las semillas en agua fría en tubos de plástico de 1,5 mililitros y cúbralo con papel de aluminio para mantener en la oscuridad.

Almacenar a cuatro grados centígrados para la imbibición de semillas. Cinco a siete días después de la imbibición, seleccione el suelo apropiado para el crecimiento de la planta. Evite los grumos grandes y use un tenedor para mezclarlos de forma homogénea.

Prepare 24 vasos de plástico de 207 mililitros con un diámetro de borde superior de 7,4 centímetros. Taladre tres agujeros redondos en la parte inferior de las tazas para fines de riego. Llene estas tazas de plástico con tierra mixta.

Deje que el suelo se acumule hasta alrededor de un centímetro más alto que el borde de la copa y utilice una regla para aplanar la superficie del suelo apilado suavemente. Transfiera 24 tazas a una bandeja de plástico. Establezca la intensidad lumínica de la cámara de crecimiento entre 180 y 240 microeinistes por segundo por metro cuadrado, que es mayor que la radiación activa fotosintética para un rápido crecimiento de las plantas.

Establezca la condición de luz en constante 24 horas. Ajuste la temperatura de la cámara de crecimiento en un 23,5 más o menos 1,5 grados centígrados y la humedad entre 35 y 45%Añadir 2,5 litros de agua en cada bandeja. Deje que el suelo absorba el agua de los agujeros situados en la parte inferior de las copas y espere a que la superficie del suelo caiga al nivel del borde de la copa.

Dos horas más tarde, siembra de tres a cuatro semillas en un solo punto y cuatro puntos distribuidos uniformemente dentro de una taza. Coloque una cubierta de plástico transparente por encima de cada bandeja y deje que las semillas germinen durante una semana. Luego, retire la cubierta y deje que las plántulas crezcan durante otra semana.

Irrigar las plantas con 1,5 litros de agua cada dos días después de que las semillas germinan. Nueve a 10 días después de la siembra de semillas, retire los brotes adicionales por adelgazamiento. Utilice tijeras diminutas para cortar los conductos y evitar sacar toda la planta del suelo directamente.

De tres a cuatro individuos de plantas de tamaño similar en cada taza. Para instalar cepillos táctiles en los brazos robóticos, primero use pegamento para fijar una capa de cabello humano uniformemente en una regla de acero de 330 milímetros de largo. La longitud del cabello es de 126 milímetros.

Con dos abrazaderas metálicas, coloque esas reglas de acero en los brazos robóticos. En el panel de control, ajuste la altura de los brazos de la máquina a lo largo de la dimensión vertical presionando Jog F plus para elevar y Jog R menos para bajar los brazos y cepillos robóticos. Mantenga la punta de los cepillos para el cabello 5 centímetros más abajo que el borde de la taza.

Presione el Inc F más o R menos para prerun la máquina de uno a dos ciclos para asegurarse de que todos los individuos de la planta están siendo tocados. Antes del experimento oficial, utilice una báscula electrónica para medir la fuerza táctil. Ajuste la altura de los brazos de la máquina para mantener la fuerza táctil entre uno y dos milinewtons.

A continuación, establezca manualmente la posición inicial de los brazos de la máquina a lo largo de la dimensión horizontal. Deje que los cepillos para el cabello cuelguen en el borde de cada bandeja. Presione Jog F plus o Jog R minus para mover el brazo de la máquina horizontalmente poco a poco para asegurarse de que no se toca ninguna planta antes de que comience el experimento de tocar.

Ajuste la distancia de desplazamiento del cepillo de pelo en la dimensión horizontal a 365 milímetros pulsando el botón de viaje. Press Inc F más o R menos para mover los brazos de la máquina para obtener una distancia de viaje completa y asegurarse de que todas las plantas tratadas están siendo tocadas. A continuación, pulse el botón de velocidad automática para ajustar la velocidad de movimiento a lo largo del eje x de los brazos de la máquina a 5000 milímetros por minuto.

Pulse el botón de ciclo menor para ajustar el tiempo de contacto en 20 ensayos que equivalen a 40 toques por ronda. Ajuste el intervalo de repetición de la ronda táctil a 480 minutos por día pulsando el botón de período principal que permite que los cepillos de pelo toquen las plantas durante tres rondas al día con un tiempo de intervalo de ocho horas. La máquina iniciará una nueva ronda de toque automáticamente cuando la cuenta atrás se convierta en cero.

Establezca el ciclo principal en 12 ensayos para permitir que la máquina toque las plantas durante 12 rondas en un período de cuatro días. Pulse el botón de inicio para iniciar el programa preestablecido. Ajusta y calibra los cepillos y las puntas del cabello a la misma altura todos los días durante todo el periodo de contacto.

Para realizar un seguimiento del día de atornillado de cada planta dentro de un experimento conmovedor, observe el primer tallo inflorescente de cada planta todos los días. Mida la longitud y registre la duración del crecimiento cuando alcanza un centímetro, lo que significa que ha pasado de la fase vegetativa a la fase reproductiva. La medida del radio de la roseta, tomar fotos de toda la bandeja desde la parte superior.

Utilice un software de procesamiento de imágenes para medir la distancia desde el centro de la roseta hasta la punta de la hoja más larga con el borde de la copa como regla. Para medir el área de la roseta, primero, retire la inflorescencia sin afectar al resto de los órganos de la roseta. Tome fotos desde la parte superior de cada planta junto con una regla de escala colocada cerca.

En el software de procesamiento de imágenes, mida el área de superficie bidimensional horizontal de las hojas de la roseta. En este experimento, el tratamiento táctil manual de hisopo de algodón se comparó con el tratamiento táctil del cabello impulsado por máquina en plantas Columbia zero de control de tipo salvaje. El atornillado se retrasó 1,7 días después del tratamiento continuo con el tacto del hisopo de algodón.

Del mismo modo para el toque automático del cabello accionado por la máquina, se observó un atornillado retardado. El análisis univariado de los peligros de Cox muestra que el riesgo de atornillado de las plantas en el grupo táctil es del 31% y del 52% en comparación con las plantas del grupo de control, respectivamente. Sin embargo, este retraso de atornillado no se observó en los mutantes de inserción de ADD, NKK uno y NKK dos.

El modelo univariado de peligros proporcionales de Cox muestra que sólo el tipo salvaje Columbia cero exhibió una diferencia significativa entre las plantas de control y táctiles con un estimado de HR de 41. Para los cambios morfológicos, la planta de tipo salvaje Columbia cero mostró un radio de roseta significativamente más pequeño y una longitud de hoja más corta después de tres días de tacto constante y repetitivo automático del cabello impulsado por la máquina. El área de roseta proyectada se cambió de 20 a 16 centímetros cuadrados después de 13 días de contacto.

Para asegurarse de que la carga de la fuerza táctil no conduzca a la herida, la fuerza táctil adecuada debe ajustarse cuidadosamente. Se necesitan un conjunto de condiciones de crecimiento adecuadas para producir una planta de Arabidopsis adecuada para el ensayo de respuesta táctil. Por ejemplo, se necesitan 24 horas de intensidad lumínica entre 180 y 240 microeínas por metro cuadrado por segundo para observar la morfogénesis de la señal.

Para extenderse a las otras formas de carga de fuerza mecánica, la máquina también se puede modificar con boquilla de rociado de agua o sopladores de viento para imitar los efectos de lluvia o viento, respectivamente en el futuro.