Ici, nous présentons un test rapide à l'écran circadiens défauts d'époque dans des lignées d'Arabidopsis, y compris l'isolement de protoplastes, la transfection, et l'imagerie par luminecent. La période circadienne de type sauvage Arabidopsis et l'horloge mutants CCA1 / lhy, ZTL et CCA1 -OX a été calculé à partir des mesures de luminescence d'un CCA1pro: reporter LUC et jugée compatible avec les données publiées générées à partir de plantes entières à l' aide de plus Time- consommant des approches transgéniques (tableau 2). L'utilisation de ce test pour cribler des mutants d'Arabidopsis évite l'exigence initiale pour générer des lignées transgéniques luminescentes, ce qui prend du temps et peut ne révéler qu'un mutant particulier présente des rythmes de type sauvage. Un avantage évident de ce protocole est que toute ligne de Arabidopsis peut être projeté en peu de temps pour les rythmes circadiens de transcription modifiés, ce qui permettra l'identification de plusieurs gènes affectant timekeeping dans les plantes.
Isolation des protoplastes peut être laborieux, surtout si la ligne mutant affiche un phénotype nain. Des procédés rapportés précédemment pour produire des protoplastes de coupe comportent des feuilles ou des plants en fines lamelles et le vide qui infiltrent les plaques avec une solution d'enzyme pour permettre aux enzymes d'atteindre les parois cellulaires 26,27. La digestion ultérieure nécessite au moins 3 heures d'incubation dans l'obscurité pour libérer les protoplastes dans la solution enzymatique. Lorsque l'infiltration sous vide est pas appliquée, la durée d'incubation jusqu'à 18 heures est conseillé. Dans le protocole présenté ici, l'infiltration sous vide est inutile car la couche cellulaire épidermique impénétrable aux enzymes est enlevé par la bande. Lors de la génération des protoplastes en coupant le matériel végétal, il est nécessaire de protoplastes séparer les débris de la paroi cellulaire après digestion; ceci est généralement fait par filtration de la solution ou de la purifier sur un 27,26 gradient de sucre. Ici, tout tissu non digérés restera sur la bande d'autoclave aprèsla digestion, de sorte que la filtration et la purification du sucre gradient des protoplastes peut être omise. Il y a une chance que le stress résultant de procédures de protoplastes prolongées affecte la viabilité cellulaire et l'horloge circadienne. La méthode de protoplastes sur bande 20 visualisés ici donne un nombre élevé de protoplastes; et compte tenu de la viabilité des cellules au cours d' une série temporelle du rythme circadien et les longueurs des périodes correspondantes de protoplastes et de plants entiers (tableau 2), la méthode décrite ici , on préfère plus d' autres méthodes pour générer des protoplastes.
L'étape de transfection du protocole est une étape critique qui a un impact sur la viabilité des protoplastes. La solution de PEG permet à l'ADN qui doit être délivré dans la cellule, et à la fois du temps d'incubation dans cette solution (étape 3.4) et le pourcentage du PEG doit être déterminée de manière empirique. La concentration standard est de 20%, avec des concentrations plus faibles en réduisant l'efficacité de la transformation ultérieure etLes concentrations en réduisant la viabilité 28. Temps aussi court que cinq minutes d'incubation pourrait donner une transfection efficace des protoplastes 27.
Les protoplastes peuvent être visualisés sur une plate-forme d'imagerie luminescente. Dans cette vidéo, nous avons utilisé un lecteur de plaque de luminescence équipée avec des lumières extérieures (rouge et LED bleues, 630 et 470 nm, respectivement, à une intensité combinée de ~ 20 uE), qui permet le criblage à haut débit et des mesures fréquentes. Autre équipement d'imagerie qui détecte la luminescence, tels que les lecteurs ou les configurations de plaques alternatives basées autour d'un dispositif (CCD) à couplage de charge, pourrait être appliquée aussi bien aussi longtemps que l'éclairage est disponible pour la photosynthèse. L'avantage d'utiliser une caméra CCD monté sur un meuble commandé est que la lumière et la température peut être programmé. Un inconvénient est le temps de capture plus, l'introduction de longues périodes d'obscurité qui peut causer un stress aux protoplastes en plus perturberaiting timekeeping endogène. Quelle que soit la plate-forme expérimentale est choisie, le réglage des paramètres est susceptible d'être nécessaire par rapport aux paramètres pour les semis ou les plantes matures. Dans notre expérience, ce qui augmente les concentrations de plasmide rapporteur pendant la transfection et / ou luciférine dans le tampon d'imagerie peut résoudre tous les rythmes erratiques ou d'amortissement rapide qui pourraient survenir dans les premières expériences.
Dans des expériences futures, la méthode décrite ici peut être appliquée à l'étude du phénotype circadien d'une ligne d'Arabidopsis mutante. Avec des modifications mineures, par exemple l'effet de divers médicaments sur timekeeping pourrait être étudié dans cette configuration. En outre, la transfection peut être modifié pour inclure microARN artificiel pour silençage génique 19, élargissant ainsi la polyvalence de ce protocole. Protocoles pour générer des protoplastes de riz sont bien établies 29 et le protocole d'imagerie présentées ici pourraient également être appliqués pour faire avancer notre uCOMPRENDRE de l'horloge dans économiquement importantes plantes cultivées monocotylédones.