ניתוח היסטוכימי של גנוטיפים של כותנה עמידים ורגישים
בדיקה היסטוכימית של חתכים רוחביים של שורשים וגבעולים בשלב העלה האמיתי חשפה הבדלים חזותיים בין גנוטיפים עמידים לרגישים, כפי שמוצג ב-איור 4, איור 5, וב-איור משלים 1 (חתכים רוחביים של הגבעול). הגדלות גבוהות יותר (100x–300x) סיפקו מבטים מפורטים של הבדלים אלו (איור 4A–C ו-איור 5A–C עבור גנוטיפים עמידים, ו-איור 4D–F ו-איור 5D–F עבור גנוטיפים רגישים). דפוסי צביעת הליגנין השתנו בהתאם לסוגי הרקמות: גנוטיפים עמידים הראו דפוסי צביעת ליגנין נמוכים יותר או דומים בגבעולים, בעוד שגנוטיפים רגישים הראו ליגניפיקציה גבוהה יותר יחסית בגבעול באופן חזותי (איור משלים 1A–D).
ניתוח תמונה כמותי של צביעת ליגנין
Deltapine 16, זן רגיש שנכלל במחקר זה, הראה צביעת ליגנין נמוכה יותר (Figure 6A–C) עם ערכי אחוז שטח צבוע של 12, 17.8 ו-16.3 (Figure 6D). הגנוטיפ הרגיש A2-40 הראה ערכי אחוז שטח צבוע של 25.2, 19.9 ו-28.75, בעוד שהגנוטיפ העמיד, A2-995, הראה ערכי אחוז שטח צבוע של 54.95, 58.71 ו-69.85 (Figure 7). עם זאת, ל-A2-20 היו ערכי אחוז שטח צבוע של 16.6, 21.3 ו-20.4, בעוד ש-A2-514 הראה ערכי אחוז שטח צבוע של 49.8, 34.1 ו-43.38 (Figure 8). ההשוואה הניבה p-value של 0.06. מכיוון שערכים אלו הופקו באמצעות ספי שונים, בוצע ניתוח ImageJ עם סף אחיד תוך שימוש בספי גוון (hue), רוויה (saturation) ובהירות (brightness) זהים כדי להבטיח הדירות בין החזרות. הגנוטיפ העמיד (A2-514) הראה צביעה גדולה יותר יחסית מהגנוטיפ הרגיש (A2-20). אחוז השטח הצבוע חושב כיחס בין פיקסלים חיוביים לליגנין לבין סך כל פיקסלי הרקמה בתוך החתך. ההשוואה הכמותית עם סף אחיד של הגנוטיפ הרגיש A2-20 והגנוטיפ העמיד A2-514 מוצגת ב-Figure 9. באופן כללי, ניתוח עם סף אחיד מדגים כי קיימים הבדלי ליגניפיקציה ספציפיים לגנוטיפ בין גנוטיפים אלו.
זמינות נתונים:
נתונים גולמיים נוספו כקובץ משלים.

איור 1מבט מיקרוסקופי של נמטודות כליות (reniform nematodes) הניזונות משורשי כותנהנמטודות בצורת כליה (Reniform nematodes) הניזונות משורשי כותנה מוצגות בהגדלה של 50x לאחר צביעה במעשה מזון אדום. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: הכנת חומר צמחי לניתוח היסטוכימי של ליגנין. זרימת העבודה מורכבת מהשלבים הבאים: (1) השריה של זרעי כותנה במים; (2) הנחת הזרעים על נייר סופג רטוב בצלחת פטרי סטרילית ומסומנת; (3) הנבטה של הזרעים למשך 2 ימים והעברת השתילים לעציצים מסומנים המכילים אדמה; (4) גידול השתילים עד לשלב הפלומקים (cotyledon); (5) המשך גידול הצמחים עד לשלב העלים האמיתיים והכנת חתכים רוחביים של הגבעולים והשורשים; ו-(6) צביעת חתכי הרקמה שנאספו ותצפית בהם תחת מיקרוסקופ. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3איסוף וצביעה של חתכים משורש ומגבע של כותנה באמצעות phloroglucinol-HClתהליך העבודה מורכב מהשלבים הבאים: (1) גידול של שלושה חזרות ביולוגיות עד לשלב העלה האמיתי; (2) הוצאה עדינה של הצמחים מהקרקע, שטיפה במים והכנתם לחיתוך; (3) שימוש בלהב סטרילי להכנת חתכים רוחביים של הגבעול; (4) שימוש בלהב סטרילי להכנת חתכים רוחביים של השורש; (5) צביעת חתכי הגבעול ב-phloroglucinol-HCl בריכוז 3%, שטיפה במים ותצפית תחת מיקרוסקופ; (6) צביעת חתכי השורש ב-phloroglucinol-HCl בריכוז 3%, שטיפה במים ותצפית תחת מיקרוסקופ; ו-(7) תצפית על החתכים הצבועים תחת מיקרוסקופ להדמיית הבדלי צביעת הפלורוגלוצינול (phloroglucinol) ותיעוד תמונות. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: צביעת ליגנין בחתכי רוחב של שורשים של גנוטיפי כותנה A2-514 ו-A2-20. חתכי רוחב של שורשים צבועים בליגנין מהגנוטיפ העמיד A2-514 בהגדלה של (A) 100x, (B) 200x, ו-(C) 300x. חתכי רוחב של שורשים צבועים בליגנין מהגנוטיפ הרגיש A2–20 בהגדלה של (D) 100x, (E) 200x, ו-(F) 300x. אנא לחצו כאן להצגת גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: צביעת ליגנין בחתכים רוחביים של שורשים בגנוטיפי כותנה A2-995 ו-A2-40. חתכים רוחביים של שורשים צבועים בליגנין של הגנוטיפ העמיד A2-995 בהגדלות של (A) 100x, (B) 200x, ו-(C) 300x. חתכים רוחביים של שורשים צבועים בליגנין של הגנוטיפ הרגיש A2-40 בהגדלות של (D) 100x, (E) 200x, ו-(F) 300x. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: צביעת ליגנין ואנליזה כמותית של חתכים רוחביים של שורשי Deltapine 16. חתכים רוחביים של שורשים הצבועים בליגנין משלוש חזרות ביולוגיות של הזן הרגיש Deltapine 16 בהגדלה של 100x: (A) חזרה ביולוגית 1, (B) חזרה ביולוגית 2, ו-(C) חזרה ביולוגית 3. (D) אחוז השטח הצבוע עבור שלוש החזרות הביולוגיות, שנקבע באמצעות אנליזה כמותית ב-ImageJ. אנא לחצו כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 7: ניתוח כמותי של צביעת ליגנין בגנוטיפי כותנה A2-40 ו-A2-995. אחוז השטח הצבוע שנקבע באמצעות ניתוח ImageJ עבור שלוש חזרות ביולוגיות של הגנוטיפ הרגיש A2-40 והגנוטיפ העמיד A2-995. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 8: ניתוח כמותי של צביעת ליגנין בגנוטיפים של כותנה A2-20 ו-A2-514. אחוז השטח הצבוע שנקבע באמצעות ניתוח ImageJ עבור שלוש חזרות ביולוגיות של הגנוטיפ הרגיש A2-20 והגנוטיפ העמיד A2-514. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 9: כימות של צביעת ליגנין בגינוטי כותנה A2-20 ו-A2-514 באמצעות סף אחיד. אחוז השטח הצבוע בגינוטי הרגיש A2-20 ובגינוטי העמיד A2-514 בעקבות ניתוח תמונה עם סף אחיד. השוואה סטטיסטית בוצעה באמצעות מבחן Welch's t-test (t = −1.52, p = 0.267). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 10: ויזואליזציה של צביעת ליגנין באזורי שורש שונים. תמונות מייצגות המראות צביעת ליגנין באזורי ההבשלה של השורש, ההתארכות של השורש וקצה השורש. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.
איור משלים 1: צביעת ליגנין בחתכים רוחביים של גבעול בגנוטיפים של כותנה עמידים ורגישים. חתכים רוחביים של גבעול צבועים בליגנין בהגדלה של 100x של (A) A2-20 רגיש, (B) A2-514 עמיד, (C) A2-40 רגיש, ו-(D) A2-995 עמיד. אנא לחצו כאן להורדת קובץ זה.