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Cette méthode de préparation des échantillons permet la culture de la plante à l' intérieur de la chambre d'échantillon de microscope en observant le système racinaire au microscope optique d'une feuille (figure 1). La plante pousse sur la surface d'une couche de gel (½ de milieu MS contenant 1,5% de gomme de gellane) monté sur un porte-échantillon personnalisé conçu (figure 2). Le porte-échantillon est en 3D imprimée en utilisant une résine transparente en tant que matériau. Une version fabriquée mettant en évidence les dimensions est représenté sur la figure 2C. Les racines sont immergées dans un liquide (½ milieu MS), qui est actualisé en permanence par un système de perfusion. Les feuilles restent dans l'air et sont continuellement éclairés avec une intensité lumineuse de 130 pmol / m² / s provenant de LED bleues et rouges qui sont disposés dans un anneau au- dessus de l'usine (Figure 1A, B et figure 3A-C). L'anneau LED est fabriqué dans notre atelier de la machine etnous fournissons des détails techniques sur la façon de construire l'anneau LED dans la figure 3 et la liste des matériaux. L'intensité lumineuse peut être réglée en continu allant de 30 à 250 pmol / m 2 / s (Figure 3D). Le système racinaire est ombragée par de petites feuilles d'une feuille de plastique noir recouvrant la surface de l' eau (figure 1). Toute la lumière parasite de l'illumination qui est recueillie par la lentille de détection est filtré par le filtre de la GFP (Figure 3E).
Avec cette configuration, un laps de temps d'une racine latérale Arabidopsis croissante a été enregistrée pendant 17 h en utilisant une lentille 20X / 0,5 (Figure 4). La racine latérale a son origine dans la couche de cellules de pericycle, qui est situé au fond de la racine primaire. Afin de démontrer les capacités d'imagerie encore plus profondes à l'intérieur d'un tissu pour des périodes de temps prolongées, un plus fort grossissement (40x / 0,75) a été utilisé pour capturer la formation d'un ro latéralot de la première étape primordium jusqu'à l'émergence de la racine primaire à l' intérieur d' une période de 38 heures (figure 5). Une tranche 2D exemplaire de l'ensemble de données est représenté sur la figure. 5B. Cet enregistrement nous permet de suivre la dynamique de la formation de racines latérales en 3D (figure 5A) avec une résolution cellulaire.

Figure 1: Les conditions de croissance à l' intérieur de la chambre d'échantillon de OpenSPIM. A) Croquis de la chambre d'imagerie. La plante se développe à la verticale sur la surface d'un gel, monté sur un porte-échantillon construit sur mesure (voir également la figure 2). Les racines se développent dans un milieu liquide, qui est continuellement échangé par un système de perfusion. La plante laisse croître dans l' air et sont éclairés par des LED rouges et bleues (voir aussi la figure 3). Le système racinaire est ombrée wit h petites feuilles d'une feuille de plastique noir recouvrant la surface de l'eau. Un couvercle formé de deux morceaux de feuille d'aluminium noir réduit encore la quantité de lumière au-dessous de la surface de l'eau et maintient l'humidité dans la chambre d'échantillon. Le panneau agrandi sur la droite met en évidence la croissance des plantes sur la surface d'un bloc de gel immergé dans le milieu liquide. Une goutte d'agarose monte la racine sur le gel. La boîte en pointillé indique la région d'intérêt observée par le microscope. B) Photographie de la chambre d'imagerie (sans couvercle). Numbers (1) - (10) A et B représentent: (1): x / y / z / θ-scène avec anneau de LED, (2): porte-échantillon, (3): couvercle, (4): Arabidopsis thaliana , (5): feuilles de noir feuille de plastique, (6): système de perfusion, (7): détection objectif, (8): milieu liquide, (9): chambre d'échantillon (10): illumination objectif. C) Le couvercle est fait de deux morceaux de papier d'aluminium noir. target = "_ blank"> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2: Le porte-échantillon. A) modèle 3D. Le fichier du modèle 3D est fourni dans le matériau supplémentaire. B) Photographie d'impressions 3D à l' aide de différents matériaux (1) - (3): plastique acrylique transparent, (4) et (5): résine, (6): résine transparente. C) Schéma technique du porte-échantillon, les chiffres représentent millimètre. D) Photo du porte-échantillon fabriqué avec une plante monté. La zone en pointillé peut être observée par le microscope. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
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Figure 3: configuration d'éclairage des plantes. A) schéma de circuit de la lampe. Paires de LED peuvent être activés / désactivés individuellement pour la foudre directionnelle. LED: diode électroluminescente, R: résistance, T: transistor, JP: pinhead. B) La conception finale de la lampe d'éclairage a été établi en utilisant un PCB logiciel (PCB: circuit imprimé). Nous fournissons le fichier de conception de la carte dans le matériau supplémentaire. Le conseil a ensuite été fabriqué et assemblé dans MIBA l'atelier d'usinage de notre institut. C) Photographie de l'anneau de LED allumé. Quatre paires d'un rouge et une LED bleue sont disposées dans un anneau. D) La plage de tension peut être réglée entre 3,5 V et 14,0 V. Les résistances ont été utilisés pour atteindre la quantité de lumière allant de 30 à 250 pmol / m 2 / s (R1-8: 220 Ohm, R9-12: 1,220 Ohm ). E) Le spectre d'émission de la lampe, GFP et YFP. tp: //ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55044/55044fig3large.jpg "target =" _ blank "> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 4: enregistrement Time lapse de Arabidopsis thaliana des racines latérales. Le vieux 5 jours plantules exprime un marqueur de membrane (pUBQ10 :: YFP-PIP1; 4) et un journaliste nucléaire (pGATA23 :: nls-GUS-GFP) marquant spécifiquement pericycle cellules qui se développent dans une racine latérale. Une pile de 217 images (3 um z-espacement) a été capturé toutes les 15 minutes pendant 17 heures d'enregistrement en utilisant une lentille 20X / 0,5. A) quatre points de temps sur 69 sont représentés dans une projection d'intensité maximale. B) Six des 217 tranches individuelles d'un z-stack d'un point de temps sont affichés. Les barres d'échelle en A et B représentent 100 um.charge / 55044 / 55044fig4large.jpg "target =" _ blank "> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 5: Temps d' enregistrement laps de Arabidopsis thaliana des racines latérales. Le vieux 6 jours plantules exprime un marqueur de membrane (pUBQ10 :: YFP-PIP1; 4) et un journaliste nucléaire (pGATA23 :: nls-GUS-GFP) marquant spécifiquement pericycle cellules qui se développent dans une racine latérale. Une pile de 200 images (1,5 um z-espacement) a été capturé toutes les 15 min pour 38 h d'enregistrement en utilisant une lentille 40X / 0,75. A) rendu 3D de quatre points de temps, les numéros dans la grille représentent um, B) seule tranche à travers le plan central de la racine principale. La barre d'échelle représente 50 um. S'il vous plaîtcliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Supplemental_File _-_ 3D_Sample_Holder.stl. Le fichier du modèle 3D est fourni. S'il vous plaît cliquer ici pour télécharger ce fichier.
LED fichier supplémentaire Anneau Board.brd. Le fichier de conception de la carte est fournie. S'il vous plaît cliquer ici pour télécharger ce fichier.