פרוטוקול זה מספק שיטה מהירה לקביעת תאימות אבקה ואי התאמה בזני הדרים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מספק שיטה מהירה לקביעת תאימות אבקה ואי התאמה בזני הדרים.
הדר משתמש באי-תאימות עצמית מבוססת S-RNase כדי לדחות אבקה עצמית, ולכן זקוק לעצי האבקה סמוכים לצורך האבקה ודישון מוצלחים. עם זאת, איתור זנים מתאימים שישמשו כמאביקים הוא תהליך שלוקח זמן. כדי לפתור בעיה זו, פיתחנו שיטה מהירה לזיהוי זני הדרים תואמי האבקה המשתמשת באלקטרופורזה של ג'ל אגרוז ובכתמים כחולים אנילין. תאימות האבקה נקבעת על סמך זיהוי גנוטיפים מסוג S על ידי חילוץ DNA כולל וביצוע בדיקות גנוטיפ מבוססות PCR עם פריימרים ספציפיים. בנוסף, סגנונות נאספים 3-4 ימים לאחר האבקה ידנית, וצביעת כחול אנילין מבוצעת. לבסוף, מצב הצמיחה של צינורות האבקה נצפה במיקרוסקופ פלואורסצנטי. תאימות אבקה וחוסר תאימות ניתן לקבוע על ידי התבוננות אם צמיחת צינור אבקה הוא נורמלי או מדוכא, בהתאמה. בשל פשטותה ועלות-תועלתה, שיטה זו היא כלי יעיל לקביעת תאימות האבקה ואי התאימות של זני הדרים שונים כדי ליצור קבוצות אי-התאמה ויחסי אי-התאמה בין זנים שונים. שיטה זו מספקת מידע חיוני לבחירה מוצלחת של עצים מאביקים מתאימים, ובכך מאפשרת הקמת בוסתנים חדשים ובחירת הורים מתאימים לתוכניות רבייה.
אי-תאימות עצמית (SI) היא מנגנון מבוקר גנטית הקיים בכ-40% ממיני האנגיוספרם. בתהליך זה, הפיסטיל דוחה אבקה מצמח בעל אותו גנוטיפ SI, ובכך מונע הפריה עצמית 1,2. Ma jia pummelo הוא זן מקומי במחוז ג'ינגסו שבסין, עם איכויות מצוינות של פירות גדולים ורודים, תכולת מיץ עשירה, טעם מתוק וחמוץ, וקליפה עבה3. למרות ש-SI מקדם יציאה החוצה, הוא משפיע לרעה על היבול והאיכות של פירות4 ומחייב עצים מאביקים מתאימים עם גנוטיפים SI מובהקים לשיעורי קיבוע פירות אמינים ותשואות גבוהות. כיום, ישנם שני סוגים עיקריים של SI, אי-תאימות עצמית ספורופיטית (SSI), המיוצגת על-ידי Brassicaceae, ואי-תאימות עצמית גמטופיטית (GSI), המיוצגת על-ידי Rosaceae, Papaveraceae, Rutaceae ו-Solanaceae 5,6,7,8.
פרי הדר הוא אחד מגידולי הפרי החשובים בעולם. מערכת GSI מבוססת S-RNase נמצאת בהדרים רבים ומשפיעה לרעה על קצב קיבוע הפירות9. במערכת זו, SI נשלט על ידי מוקד S, מוקד פולימורפי יחיד עם שני אללים מורכבים הנושאים דטרמיננטים פיסטיל S ודטרמיננטים אבקה S 7. הדטרמיננטה הנקבית היא S ribonuclease (S-RNase), והדטרמיננטה הגברית היא S locus F-box (SLF)7. תאי הפיסטיל מפרישים חלבוני S-RNase. חלבוני ה-S-RNases שאינם עצמיים מוכרים על ידי חלבוני SLF, מה שמוביל ליוביקוויטינציה ולפירוק של ה-S-RNases הלא-עצמיים על ידי מסלול פרוטאזום 26S. לעומת זאת, ה-S-RNases העצמיים מסוגלים לצבור ולעכב את צמיחת צינור האבקה (PT) מכיוון שהם חומקים מחלבוני SLF, ולכן נמנעים מהם יוביקוויטינציה10,11,12,13.
כאן, אנו מדווחים על טכניקת in vivo השימושית לזיהוי גנוטיפים מסוג S ודרגות של תאימות וחוסר תאימות אבקה. הפרוטוקול כולל חילוץ DNA כולל מעלים וחיזוי גנוטיפ S באמצעות פריימרים ספציפיים ל-S. יתר על כן, צביעה כחולה אנילין ומיקרוסקופ פלואורסצנטי ואחריו האבקה ידנית מספקים ראיות למידת התאימות וחוסר ההתאמה. הליך האבקה Semi in vivo, הכולל האבקה ידנית של פרחים במעבדה14,15, הותאם גם הוא להערכת דרגות התאימות העצמית ואי ההתאמה. עם זאת, השתמשנו גם בהאבקה בשדה ואחריה בשקיעת פרחים כדי למנוע זיהום מאבקה לא רצויה כדי לאפשר לצינורות האבקה להתפתח בתנאים טבעיים. פרוטוקול זה פשוט ופשוט ומספק את המידע הדרוש לבחירה מוצלחת של עצי מאביקים מתאימים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנה לצביעת כחול אנילין
2. איסוף אבקה
3. בדיקת נביטת אבקה חוץ גופית
4. האבקה
5. דגימה, קיבוע ושימור
6. כתם כחול אנילין
7. מיקרוסקופ פלואורסצנטי
8. זיהוי גנוטיפ S מבוסס PCR
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לניסויים שנעשו כאן נבחרו פרחים בוגרים, האנתרים נאספו, יובשו בתנור והאבקה נבטה ב-28 מעלות צלזיוס במשך 12 שעות. כדאיות האבקה ושיעורי הנביטה כומתו כפי שניתן לראות באיור 1.
ההדרים עברו האבקה ידנית, והתאימות וחוסר התאימות של האבקה הוערכו באמצעות צביעה כחולה אנילין ומיקרוסקופ פלואורסצנטי. האבקה התואמת יכולה לנבוט על פני הצלקת ולייצר צינור אבקה רגיל שיכול לגדול ובסופו של דבר להוביל להפריה בשחלה. לעומת זאת, צינורות אבקה לא תואמים גדלו דרך כשני שלישים מהסגנון ואז הפסיקו לג...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בגידולי פירות, הן parthenocarpy ו SI הן תכונות חשובות כי הם סוללים את הדרך פירות ללא זרעים - תכונה כי הוא מוערך מאוד על ידי הצרכנים. חוסר תאימות עצמית מקדם את דחיית האבקה העצמית, ובכך מונע רבייה20. בין הדרים, פומלו הוא זן שאינו תואם את עצמו7. כמעט 40% מכל מיני האנגיוספרם מציגים ת"י21. תכונה זו מונעת קיבוע פירות, מורידה את היבול ומביאה הפסדים כלכליים עצומים למגדלים. כדי לפתור בעיה זו, חקלאים כוללים עצים מאביקים ברחבי המטעים שלהם. עם זאת, בחירת עצים מא...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם מה לחשוף.
פרויקט זה נתמך כספית על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (32122075, 32072523).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אתנול מוחלט | סינופארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 10009218 | |
| אנילין כחול | סינופארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | ||
| חומצה בורית, H3BO3 | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10004818 | |
| בקבוק חום | Labgic טכנולוגיה ושות', בע"מ | ||
| סידן חנקתי tetrahydrate, Ca (NO3) 2 | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 80029062 | |
| צינור צנטריפוגלי | Labgic טכנולוגיה ושות', בע"מ | ||
| צינורות צנטריפוגה | Labgic Technology Co., Ltd | ||
| CTAB | GEN-VIEW SCIENTIFIC INC | 57-09-0 (CAS) | |
| Dropping | ג'יאנגסו Songchang ציוד רפואי ושות', בע"מ | ||
| חומצה אתילנדיאמינטטראצטית, EDTA | סינופארם מגיב כימי ושות', בע"מ | 10009617 | |
| מלקחיים | LUXIANZI ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | ||
| פורמלדהיד | סינופארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 10010018 | |
| מטחנה מהירה אוטומטית לחלוטין מדגם מהיר | שנחאי Jingxin פיתוח תעשייתי ושות', בע"מ | Tissuelyser-96 | |
| חומצה | אצטית קרחוניתסינופארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 10000218 | |
| צינור טחינה | שנחאי Jingxin פיתוח תעשייתי ושות', בע"מ | ||
| איזואמיל אלכוהול | סינופארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 10003218 | |
| איזופרופיל אלכוהול | סינופארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 80109218 | |
| תווית | M& G Chenguang נייר מכתבים ושות', בע"מ | ||
| Leica DMi8 | שנחאי Leica ושות', בע"מ | 21903797 | |
| מגנזיום סולפט heptahydrate, MgSO4 | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10013018 | |
| מיקרוסקופ כיסוי זכוכית | Zhejiang Shitai תעשייתי ושות', בע"מ | ||
| NaCl | Sinopharm כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 10019318 | |
| מהדקי נייר | M&; G Chenguang נייר מכתבים ושות', בע"מ | ||
| עיפרון | M& G Chenguang נייר מכתבים ושות', בע"מ | ||
| מברשת מאביקים | שנחאי Yimei פלסטיק ושות', בע"מ | ||
| פוליאתילן גליקול, PEG 6000 | בייג'ינג Dingguo Changsheng ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | DH229-1 | |
| פוליאתילן גליקול, PEG-4000 | גואנגג'ואו saiguo ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | 1521GR500 | |
| אשלגן הידרוקסיד, KOH | סינופארם ריאגנט כימי ושות', בע"מ | 10017008 | |
| אשלגן חנקתי, KNO3 | Sinopharm מגיב כימי ושות', בע"מ | 10017218 | |
| אזמל | ג'יאנגסו Songchang ציוד רפואי ושות', בע"מ | ||
| שקופית | Zhejiang Shitai תעשייתי ושות', בע"מ | ||
| נתרן הידרוקסיד, NAOH | סינופארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | 10019718 | |
| סוכרוז | סינופארם כימי ריאגנט ושות', בע"מ | ||
| 10021418 סולפט נייר | Taizhou Jinnong רשת מפעל | ||
| תרמוסטט אמבט מים | שנחאי Jinghong ציוד ניסיוני ושות', בע"מ | L-909193 | |
| Trichloromethane | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10006818 | |
| Tripotassium phosphate tribasic trihydrate, K3PO4Shanghai | Lingfeng מגיב כימי ושות', בע"מ | 20032318 | |
| Tris-HCl | GEN-VIEW SCIENTIFIC INC | 1185-53-1 | |
| שקיות נעילת רוכסן | M& G Chenguang נייר מכתבים ושות', בע"מ | ||
| &בטא;-מרקפטואתנול | GEN-VIEW SCIENTIFIC INC | 60-24-2(CAS) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.