$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
דפוסים והתמיינות נכונים של הפיוניות של הצמח הם קריטיים לתפקודם בשני תהליכים ביולוגיים בסיסיים, פוטוסינתזה וטרנספירציה, והם נאכפים על ידי מסלולי איתות פפטידים EPF. בארבידופסיס, שלושה פפטידים עשירים בציסטאין המופרשים, EPF1, EPF2 ו-STOMAGEN/EPFL9, שולטים בהיבטים שונים של התפתחות סטומטית ונתפסים על ידי רכיבי קולטן פני השטח של התא, כולל קינאזות קולטן ממשפחת ERECTA (ER, ERL1 ו-ERL2), SERK ו-TMM 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 . הכרה זו מובילה לאחר מכן להפחתת הרגולציה של גורמי השעתוק המקדמים התמיינות סטומטית בתהליך תלוי MAPK11. הגילוי של גנים סטומטיים מרכזיים אלה מושג בעיקר על ידי סינון פנוטיפי של מוטנטים המציגים פגמים אפידרמיסים. מאמר זה מציג שיטות פנוטיפ פשוטות ויעילות יחסית להדמיית הפיוניות ותאי אפידרמיס אחרים, הנדרשות כדי לזהות ולאפיין את הגנים הפוטנציאליים השולטים בתבניות ובהתמיינות הסטומטלית.
התצפית על פרטי האפידרמיס של הצמח הושגה בדרך כלל באמצעות קליפות אפידרמיס עם או בלי כתמים בצבע כגון toluidine blue O (TBO) או ספרנין12,13,14. עם זאת, האתגר העיקרי של שיטות אלה הוא שהן דורשות הכשרה מיוחדת כדי לקלף את אפידרמיס העלה מבלי לקרוע את הרקמות ולהתבונן ולנתח בקפידה את נתוני הדפוסים תוך הימנעות מתמונות שצולמו מחלקים שונים של העלה. טיפולים כימיים לניקוי דגימות הרקמה באמצעות ריאגנטים כגון תמיסות ניקוי מבוססות כלורל הידרט היו בשימוש נרחב גם עבור מגוון רחב של חומרים ביולוגיים 8,15; טיפולים אלה אכן מייצרים מידע פנוטיפי רב על ידי מתן תמונות באיכות גבוהה, אך גם דורשים שימוש בכימיקלים מסוכנים (למשל, פורמלדהיד, כלורל הידרט). מאמר זה מציג תחילה שיטת פנוטיפ קלה ונוחה יחסית, המפיקה תמונות המספיקות לניתוח כמותי, אך אינה דורשת שימוש בכימיקלים מסוכנים ובקליפות עלי אפידרמיס להכנת הדגימה. אפידרמיס cotyledon מוכתם TBO הוא גם אידיאלי לחקר התפתחות stomatal כי חוסר טריכומות ואת שיפוע התפתחותי קטן יותר cotyledons לאפשר פרשנות פשוטה ו tractable של פנוטיפים האפידרמיס.
פפטידים סטומאטליים EPF שייכים לקבוצה של פפטידים ספציפיים לצמחים, עשירים בציסטאין, בעלי גדלים בוגרים גדולים יחסית וקשרים דיסולפידים תוך-מולקולריים בין שאריות ציסטאין משומרות. קיפול קונפורמטיבי נכון הוא קריטי לתפקודם הביולוגי, אך פפטידים עשירים בציסטאין, המיוצרים על ידי סינתזה כימית או מערכת רקומבינציה הטרולוגית, יכולים להיות לא פעילים והם תערובת של פפטידים מקופלים כראוי ולא מקופלים 3,7,16. לפיכך, סינון של פפטידים ביו-אקטיביים שיש להם תפקיד בבקרת התפתחות סטומטית היה משימה מאתגרת מאוד. כתב יד זה מתאר בנוסף בדיקה ביולוגית לזיהוי ואפיון טוב יותר של פפטידים סטומאטליים ביו-אקטיביים. בשיטה זו, שתילי Arabidopsis גדלים בצלחת רב באר המכילה מדיה עם וללא פפטידים פוטנציאליים במשך 6-7 ימים. לאחר מכן, אפידרמיס cotyledon הוא דמיינו באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי. באופן כללי, כדי להמחיש בבירור את הפעילות הביולוגית של פפטידים פוטנציאליים בהתפתחות סטומטלית, הגנוטיפים המייצרים יותר ו / או פחות תאי שושלת סטומטלית, כגון מוטנט epf2, המייצר יותר תאי אפידרמיס, וקו STOMAGEN-ami, המקנה צפיפות תאי אפידרמיס מופחתת 2,4,5, משמשים בנוסף לבקרת Arabidopsis מסוג פראי (Col-0) עבור bioassays.
בסך הכל, שני הפרוטוקולים המוצגים כאן יכולים לשמש להערכה מהירה ויעילה של פנוטיפים אפידרמליים שונים ולסינון פפטידים קטנים והורמונים שיש להם תפקיד בבקרת דפוס סטומטלי והתפתחות.