Champ géomagnétique (FMV) et Evolution des végétaux: Étude des effets de la GMF Reprise sur

L'objectif général de cette procédure est de produire l'inversion du champ magnétique terrestre ou CMT à l'aide de bobines de Helmholtz contrôlées par une alimentation électrique. En fin de compte, on montre que l'inversion du CMT affecte la morphologie et l'expression génique des plantes. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de l'évolution végétale, telles que : l'inversion du champ magnétique terrestre a-t-elle pu jouer un rôle dans l'évolution et l'adaptation des plantes ?

Le principal avantage de cette technique est qu'elle peut être utilisée pour tester les effets biologiques potentiels de champs magnétiques faibles dans un organisme modèle simple, pouvant être cultivé en de nombreux réplicats, tous dans des conditions précisément contrôlées. La démonstration de cette procédure sera assurée par Alberto Bocco et un étudiant encadré de mon laboratoire, ainsi que par Kiara aa. Elle est étudiante au doctorat dans mon laboratoire et CIA Bertea, qui est professeure associée dans mon équipe.

Pour commencer, allumez les trois alimentations électriques à courant continu reliées aux trois paires de couples de bobines de Helmholtz, puis allumez le magnétomètre triaxial dont la sonde est insérée dans les bobines triaxiales. Allumez l'ordinateur et lancez le logiciel du magnétomètre, qui permet d'acquérir les données en provenance du magnétomètre triaxial. Les alimentations sont également connectées à un ordinateur via une connexion A-G-P-I-B pour leur commande.

Régler les tensions des alimentations électriques pour générer le champ magnétique souhaité avec un vecteur de champs magnétiques inversé, comme décrit dans le protocole textuel. Placer les graines de l'écotype Columbia de Arabidopsis Aliana, zéro, dans un tube de 1,5 millilitre, stérilisé par traitement avec une solution d'hypochlorite de calcium pendant 10 à 12 minutes à 25 à 28 degrés Celsius sous agitation continue. Rincer ensuite les graines deux fois avec de l'éthanol à 80 %, suivis d'un lavage avec de l'éthanol à 100 %.

Et enfin, un rinçage avec de l'eau distillée stérile. Préparez un litre de milieu Murashige et Skoog modifié (Murrah Shiga) comme décrit dans le protocole écrit, avant la solidification. Versez 80 millilitres de milieu dans chaque boîte de Pétri carrée, soit 30 graines stériles par boîte.

Ensuite, scellez les boîtes avec un film ciré. Vernalisez les boîtes horizontalement à l'obscurité à quatre degrés Celsius pendant deux jours afin de favoriser et synchroniser la germination. Préparez les lampes à vapeur de sodium en recouvrant le spot d'un film en gélatine bleue pour réduire la composante rouge des lampes après la vernalisation.

Préparez-vous à exposer les boîtes de Pétri au GMF normal ou inversé. Exposez les graines dans un environnement climatiquement contrôlé à 22 degrés Celsius, en position verticale. Dans des expériences parallèles, à la fois à l'extérieur des bobines triaxiales et à l'intérieur des bobines triaxiales.

Sous un régime photopériodique de huit heures d'obscurité et 16 heures de lumière. Après exposition, prendre des photos des boîtes de Pétri pour calculer la longueur des racines et la surface des feuilles. Mesurer d'abord le côté de la boîte de Pétri.

Ensuite, ouvrez l'image de la boîte de Pétri dans le logiciel ImageJ et utilisez l'option de ligne droite pour tracer une ligne qui traverse exactement le côté de la boîte. Dans le menu Analyser, sélectionnez « Définir l'échelle » et saisissez la distance réelle dans la case « Distance connue ». Saisissez ensuite l'unité de longueur.

Et enfin, cliquez sur l'option globale pour rendre les paramètres disponibles pour toutes les mesures de la longueur des racines. Suivez attentivement la forme de la racine à l’aide de l’outil de tracé à main levée. Mesurez la longueur en utilisant l’option de mesure dans le menu analyser.

Continuer à mesurer toutes les racines sur l'image et enregistrer le fichier pour une analyse statistique ultérieure. Pour la surface foliaire, dans le menu image, utiliser l'option ajuster, puis seuil de couleur, sélectionner la feuille individuelle, puis dans le menu analyser, choisir analyser les particules, et enregistrer les mesures individuelles pour l'analyse statistique. Prélever 30 tiges et 30 racines séparément, puis les congeler immédiatement dans de l'azote liquide.

Ensuite, broyer dans de l'azote liquide à l'aide d'un mortier et d'un pilon avant d'isoler l'ARN total comme décrit dans le protocole écrit, effectuer toutes les expériences sur un système en temps réel en utilisant le cyber green one avec ROX comme étalon interne de chargement, réaliser la réaction avec un mélange de 25 microlitres. En utilisant les amorces indiquées dans le protocole écrit, inclure des témoins sans transcription inverse afin de surveiller une éventuelle contamination par de l'ADN génomique, ainsi que des témoins sans matrice. Lire la fluorescence après chaque phase d'hybridation et d'élongation.

Les deux loupes représentent les données recueillies, y compris les courbes d'hybridation et de dissociation. Accédez à l'écran d'analyse et de configuration, puis assurez-vous que le jeu de données recueilli pendant le segment de dissociation de l'expérience est sélectionné. Pour l'analyse de tous les essais, effectuez une analyse de courbe de fusion de 55 à 95 degrés Celsius en incluant le segment de dissociation dans le profil thermique.

Utilisez l'écran de courbe de dissociation accessible via l'onglet des résultats pour visualiser le profil de dissociation. Analysez tous les tracés d'amplification à l'aide du logiciel de l'appareil de PCR en temps réel.

Pour obtenir les valeurs de CT, étalonnez et normalisez les niveaux relatifs d'ARN par rapport au niveau des meilleurs gènes de référence. Accédez à l'écran des courbes d'amplification via l'onglet résultats. Sélectionnez la phase de rampe ou de plateau pour laquelle les données doivent être analysées à l'aide de l'écran d'analyse, de sélection et de configuration.

Ensuite, sélectionnez la fluorescence corrigée du bruit de fond et normalisée dans le menu de fluorescence sur le panneau de commande. Accédez à l'écran des valeurs d'échantillon de la plaque via l'onglet résultats. Pour afficher les valeurs de CT des puits échantillonnés.

Utilisez quatre gènes de référence différents pour normaliser les résultats de la PCR en temps réel. Sélectionnez le gène le mieux classé à l'aide du logiciel d'analyse et utilisez le gène le plus stable pour la normalisation. Organisez brièvement les données d'entrée dans une feuille Excel, la première colonne contenant les noms des gènes et la première ligne contenant les noms des échantillons.

Ensuite, sélectionnez le logiciel d'analyse dans la barre de menu. Utilisez la boîte de dialogue pour choisir les données d'entrée. Ensuite, vérifiez les noms des échantillons, les noms des gènes et sélectionnez uniquement la sortie simple.

Cliquez sur le bouton aller pour effectuer l'analyse, sélectionnez le gène classé en tête comme gène candidat le plus stably exprimé. Après 10 jours d'exposition, les plantes témoins présentent une longueur racinaire significativement plus grande et des folioles plus développées par rapport aux plantes exposées à des conditions de CMT inversé après 10 jours d'exposition. L'effet de l'inversion du CMT a été un changement radical de l'expression génique de tous les gènes testés, y compris crucifer, trois protéines de transport du cuivre une et un facteur de transcription sensible au redox une barres indiquent l'erreur standard astérisque indique des différences significatives entre les plantes exposées à des conditions de CMT inversé et normales.

L'inversion du GMF n'a eu aucun effet entraînant de changements significatifs dans l'expression génique des parties aériennes. Toutefois, une forte régulation négative a été observée dans l'expression génique des racines des plantes cultivées. Dans des conditions de GMF inversé, ces gènes comprennent thal, aate peroxydase, aate peroxydase, une superoxyde dismutase du fer, une N-A-D-P-H, oxydase de sursaut respiratoire, protéine et catalyseur trois.

Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en quelques minutes à aujourd'hui, selon l'expérience requise si elle est effectuée correctement. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne idée de la façon d'inverser ou de modifier le champ géomagnétique et de réaliser des études morphologiques et génétiques sur des plantes exposées. Lors de la tentative de cette procédure, il est important d'éliminer toute source de champ magnétique de la région entourée par les bobines en forme de casque.

Il est important que les bobines du casque et leurs générateurs ne produisent ni chaleur ni vibrations. L'expérimentateur doit rester aveugle quant à la condition d'exposition au champ magnétique jusqu'à ce que les données finales aient été enregistrées. Cette technique a permis aux chercheurs en magnétoréception d'explorer l'effet des champs magnétiques sur l'évolution des plantes, le comportement et la navigation animales, ainsi que sur les lignées cellulaires humaines.

Dans l'avenir, nous espérons réaliser des études similaires en microgravité afin d'évaluer comment l'altération du champ magnétique aura un impact, dans les conditions spatiales, sur la croissance des plantes. Le travail avec des systèmes générant des champs magnétiques faibles n'est pas considéré comme dangereux. Toutefois, vous devez prendre les précautions habituelles et consulter l'avis d'un électricien qualifié avant d'utiliser des équipements tels que les alimentations électriques pour les paires de bobines de Helm.