פיתחנו פרוטוקול פשוט ויעיל עבור הכנת כמויות גדולות של סויה protoplasts ללמוד מנגנוני איתות ולניהולו מורכבים בתאים חיים.
Method Article
פיתחנו פרוטוקול פשוט ויעיל עבור הכנת כמויות גדולות של סויה protoplasts ללמוד מנגנוני איתות ולניהולו מורכבים בתאים חיים.
סויה (מקסימום גליצין (ל') עליזה משחק.) הוא מין חשוב חיתוך, הפך למודל קטניות המחקרים של מסלולים גנטי וביוכימי. לכן, חשוב להקים מערכת ביטוי גנים ארעי יעיל סויה. כאן, אנו מדווחים פרוטוקול פשוט להכנת protoplasts סויה ויישומו עבור ניתוחים פונקציונליים ארעית. מצאנו כי צעיר עוזב unifoliate של סויה שתילים, גרמו כמויות גדולות של protoplasts באיכות גבוהה. על-ידי מיטוב שיטה פג סידן-בתיווך טרנספורמציה, השגנו יעילות המרה גבוהה באמצעות protoplasts unifoliate סויה. מערכת זו מספקת מודל רב תכליתי ויעיל לבדיקה של מנגנונים מורכבים איתות ולניהולו בתאים חיים סויה, עזרה טוב יותר להבין תהליכים מגוונים הסלולר, התפתחותית, פיזיולוגיים של קטניות.
Protoplasts הם תאי הצמח יש קירות התא הוסר. ככל שישמרו על רוב תכונות ופעילויות של תאי צמחים, protoplasts הם מערכת מודל טוב להתבונן ולהעריך מגוון אירועים הסלולר, הם כלי רב ערך מחקר סומאטית hybridisation1 ולשתול התחדשות2. Protoplasts כבר נעזרו גם נרחב צמח טרנספורמציה3,4,5, שכן קירות התא אחרת לחסום את המעבר של ה-DNA בתא. Protoplasts מחזיקים חלק התגובות הפיזיולוגיות, תהליכים תאיים של צמחים שלמים, ולכן מציע ערך יסוד במחקר בסיסי ללמוד חלבון subcellular לוקליזציה6,7,8, 9,אינטראקציות חלבון-חלבון10ויזם פעילות11,12,13 חיים תאים.
בידודו של צמח protoplasts דווחה לראשונה בשנת 196014 , הפרוטוקולים עבור בידוד והן טרנספורמציה של protoplasts יש פותחה, אופטימיזציה. תהליך סטנדרטי של בידוד פרוטופלאסט כרוך החיתוך של עלים עיכול אנזימטי של קירות התא, ולאחריה הפרדת protoplasts המשוחררים פסולת רקמות שאינו מתעכל. אסטרטגיות שינוי כולל אלקטרופורציה15,16,17,microinjection18ושיטות מבוסס-פוליאתילן גליקול (PEG)4,5,19 . מגוון רחב של מינים דווחו מוצלחת פרוטופלאסט בידוד, כולל הדרים20, כרוב21, סולניים22 ו23,משפחות אחרות צמח נוי24. בעוד סוגי רקמות מגוונות משמשים במינים שונים, מערכת של ביטוי ארעי תודרנית פרוטופלאסט mesophyll (TEAMP) מבודד מן העלים של צמח מודל תודרנית לבנה כבר וותיקה25 אומץ באופן נרחב ליישומים מגוונים.
סויה (מקסימום גליצין (ל') עליזה משחק.) הוא אחד של חלבון חשוב ביותר, שמן גידולי26. בניגוד תודרנית , אורז, קבלת הצמחים הטרנסגניים סויה ידועה להיות קשה למדי ויעילות הנמוכה. Agrobacterium tumefaciens-חדירה בתיווך העממי שימש במשך הלימודים ביטוי גנים ארעי התאים באפידרמיס טבק27 שתילים תודרנית28,29, ואילו Agrobacterium rhizogenes שימש במשך טרנספורמציה של שורשים שעירים סויה30. גישות שתיקה הנוצרות על-ידי וירוס הגן כבר נעזרו downregulation של היעד גנים31,32 ו ארעי ביטוי33 באופן מערכתי. Protoplasts לספק אלטרנטיבה יקר ופסיביות הגישות האלה. Protoplasts ניתן להשיג חומרים מעל פני הקרקע של סויה ומאפשרים ביטוי transgene מהירה ומסונכרן. עם זאת, הבידוד מוצלח הראשונית של סויה protoplasts בשנת 198334, מאז דוחות מוגבלת על היישום של protoplasts ב סויה35,36,37, 38, בעיקר בשל תפוקה נמוכה יחסית של סויה protoplasts.
כאן, אנו מתארים פרוטוקול פשוט ויעיל עבור בידוד של סויה protoplasts ויישומו ללימודי ביטוי גנים ארעית. באמצעות צעיר עוזב unifoliate של סויה שתילים, הצלחנו להשיג כמויות גדולות של protoplasts חיוני תוך מספר שעות. בנוסף, אנו יש אופטימיזציה שיטה טרנספורמציה פג סידן-בתיווך פשוט וניתן בעלות נמוכה כדי לספק את ה-DNA לתוך protoplasts סויה עם יעילות גבוהה.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. הגידול של הצמחים
2. הכנת פלסמיד דנ א
3. פרוטופלאסט בידוד
4. פרוטופלאסט טרנספורמציה
5. פרוטופלאסט הדגירה והקציר
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
איברים שונים של פולי סויה 10 - בן יום נבדקו עבור פרוטופלאסט הכנה (איור 1), התשואות נצפו תחת המיקרוסקופ (איור 2). קירות התא hypocotyl, epicotyl היו בקושי מתעכל, ונשאר כמה תאים המחוברים אחד לשני (איור 2B, 2 ג). Cotyledon (דמות 2D), שורש (איור 2 א), קירות התא הוסרו רק בחלק קטן של התאים. לעומת זאת, נצפו מספר רב של protoplasts un...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
פרוטוקול זה עבור בידודו של סויה protoplasts לבין היישום ללימודים ביטוי ארעית נבדק ביסודיות, עובד טוב מאוד במעבדה שלנו. ההליכים הם פשוט וקל, דורשת ציוד רגיל, עלות מינימלית. פרוטוקול שלנו מניב כמויות גדולות של protoplasts איכותי אחיד לעומת שיטות שדווחה בעבר34,35,36,37,38. עם זאת, מאז, ישנם גורמים רבים המשפיעים על התשואות פרוטופלאסט וקצבי טרנספורמציה מומלץ לחוקרי...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי צמח הגנום תוכנית מחקר של הקרן הלאומית למדע (NSF-PGRP-IOS-1339388).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| MES | Sigma Aldrich | M8250-100G | |
| צלולאז CELF | Worthington Biological Corporation | LS002611 | |
| פקטוליאז Y-23 | BioWorld | 9033-35-6 | |
| צלולאז "ONOZUKA" R-10 | צלולאז | 10 גרם | |
| MACEROZYME R-10 | קיבול | 10 גרם | |
| מניטול | ICN Biomedicals | 152540 | |
| CaCl2 | Fisher | C79-500g | |
| BSA | NEB | R3535S | |
| DTT | Sigma Aldrich | D5545-5G | |
| NaCl | Sigma Aldrich | S7653-1kg | |
| KCl | Fisher | P217-500g | |
| MgCl2 | Sigma Aldrich | M8266-100g | |
| PEG4000 | Fluka | 81240 | |
| רשת ניילון | קרולינה | 652222N | |
| צלחות תרבית רקמות | ארה"ב Scientific | CC7682-7506 | |
| סכיני גילוח | פישר | 12-640 | |
| המציטומטר | hausserscientific | 1483 | |
| QIAprep Spin Miniprep Kit | Qiagen | 27104 | |
| EZNA פלסמיד miniprep ערכת | אומגה | D6942-01 | |
| GeneJET פלסמיד Miniprep ערכת | תרמו מדעי | K0502 | |
| צנטריפוגה 5810 | eppendorf | 5811000827 | |
| צנטריפוגה 5424 | eppendorf | 22620401 | |
| Jencons Powerpette Plus Pipet בקר | Jencons | 14526-202 | |
| Zeiss 710 מיקרוסקופ קונפוקלי | Zeiss | N/A | |
| Nonstick, צינורות מיקרופוגה ללא RNase, 1.5 מ"ל | אמביון | AM12450 | |
| 15 מ"ל צינורות צנטריפוגה | דנוויל | C1018-P | |
| 50 מ"ל צינורות צנטריפוגה | דנוויל | C1060-P | |
| סרום עגל יילוד | תרמו מדעי | 16010159 | |
| אדמה | משתלת | ||
| פרלייט | Vigoro | 100521091 | |
| חול טורפדו | JKS Ventures | ||
| LB מרק, לנוקס (אבקה) | Fisher | BP1427-500 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission