ניתוח היסטוכימי של גנוטיפים של כותנה עמידים ורגישים
בדיקה היסטוכימית של חתכים רוחביים של שורשים וגבעולים בשלב העלה האמיתי חשפה הבדלים ויזואליים בין גנוטיפים עמידים לרגישים, כפי שמוצג ב-איור 4, איור 5, ו-איור משלים 1 (חתכים רוחביים של הגבעול). הגדלות גבוהות יותר (100x–300x) סיפקו מבטים מפורטים של הבדלים אלה (איור 4A–C ו-איור 5A–C עבור גנוטיפים עמידים, ו-איור 4D–F ו-איור 5D–F עבור גנוטיפים רגישים). דפוסי צביעת הליגנין היו שונים לפי סוגי הרקמות: גנוטיפים עמידים הראו דפוסי צביעת ליגנין נמוכים יותר או דומים בגבעולים, בעוד שגנוטיפים רגישים הראו ליגניפיקציה גבוהה יותר יחסית של הגבעול באופן ויזואלי (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 ערך p של 0.06. מכיוון שערכים אלו הופקו באמצעות ספי השונות, 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 רבה יותר יחסית מאשר הגנוטיפ הרגיש (A2-20). אחוז השטח הצבוע חושב כיחס בין פיקסלים חיוביים לליגנין לבין סך כל פיקסלי הרקמה בתוך החתך. ההשוואה הכמותית עם סף אחיד בין הגנוטיפ הרגיש A2-20 לגנוטיפ 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 מתווספים כקובץ משלים.

איור 1: מבט מיקרוסקופי של נמטודות רניפורמיות הניזונות משורשי כותנה. נמטודות רניפורמיות הניזונות משורשי כותנה מוצגות בהגדלה של 50x לאחר צביעה בצבע מאכל אדום. אנא לחצו 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 מגבונים נייר רטובים בתוך צלחת פטרי סטרילית ומסומנת; (3) מתן אפשרות לזרעים להנביט במשך 2 ימים והעברת השתילים לעציצים מסומנים המכילים קרקע; (4) גידול השתילים עד לשלב הקוטילדונים; (5) המשך גידול הצמחים עד לשלב העלים האמיתיים והכנת חתכים רוחביים של הגבעולים והשורשים; ו-(6) צביעת חתכי הרקמה שנאספו ותצפית עליהם תחת מיקרוסקופ. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: איסוף וצביעה של חתכי שורש וגבעול של כותנה באמצעות phloroglucinol-HCl. זרימת העבודה כוללת את השלבים הבאים: (1) גידול של שלושה רפליקטים ביולוגיים עד לשלב העלה האמיתי; (2) הוצאה עדינה של הצמחים מהקרקע, שטיפה במים והכנה לחיתוך; (3) שימוש בלהב סטרילי להכנת חתכים רוחביים של הגבעול; (4) שימוש בלהב סטרילי להכנת חתכים רוחביים של השורש; (5) צביעת חתכי הגבעול ב-3% phloroglucinol-HCl, שטיפה במים ובחינה תחת מיקרוסקופ; (6) צביעת חתכי השורש ב-3% phloroglucinol-HCl, שטיפה במים ובחינה תחת מיקרוסקופ; ו-(7) בחינת החתכים הצבועים תחת מיקרוסקופ כדי להדמיאן את ההבדלים בצביעת phloroglucinol ותיעוד תמונות. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: צביעת ליגנין בחתכים רוחביים של שורשי גנוטיפי כותנה A2-514 ו-A2-20. חתכים רוחביים של שורשים צבועים בליגנין של הגנוטיפ העמיד A2-514 בהגדלות של (A) 100x, (B) 200x, ו-(C) 300x. חתכים רוחביים של שורשים צבועים בליגנין של הגנוטיפ הרגיש A2–20 בהגדלות של (D) 100x, (E) 200x, ו-(F) 300x. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של איור זה.

איור 5: צביעת ליגנין בחתכים רוחביים של שורשי גנוטיפי כותנה A2-995 ו-A2-40. חתכים רוחביים של שורשים הצבועים בליגנין מהגנוטיפ העמיד A2-995 בהגדלה של (A) 100x, (B) 200x, ו-(C) 300x. חתכים רוחביים של שורשים הצבועים בליגנין מהגנוטיפ הרגיש A2-40 בהגדלה של (D) 100x, (E) 200x, ו-(F) 300x. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.

איור 6: צביעת ליגנין ואנליזה כמותית של חתכים רוחביים של שורשי Deltapine 16. חתכים רוחביים של שורשים הצבועיים 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 כפי שנקבע על ידי אנליזה כמותית ב-ImageJ. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

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

איור 8: ניתוח כמותי של צביעת ליגנין בגנוטיפי כותנה A2-20 ו-A2-514. אחוז השטח הצבוע שנקבע באמצעות ניתוח ב-ImageJ עבור שלושה חזרות ביולוגיות של הגנוטיפ הרגיש A2-20 והגנוטיפ העמיד A2-514. נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 9: כימות של צביעת ליגנין בגינוטיפי כותנה A2-20 ו-A2-514 באמצעות סף אחיד. אחוז השטח הצבוע בגינוטיפ הרגיש A2-20 ובגינוטיפ העמיד A2-514 לאחר ניתוח תמונות עם סף אחיד. השוואה סטטיסטית בוצעה באמצעות מבחן t של Welch (t = −1.52, p = 0.267). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.

איור 10: ויזואליזציה של צביעת ליגנין באזורי שורש שונים. תמונות מייצגות המראות צביעת ליגנין באזורי הבשלת השורש, התארכות השורש וקצה השורש. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.
איור משלים 1: צביעת ליגנין בחתכים רוחביים של גבעול של גנוטיפי כותנה עמידים ורגישים. חתכים רוחביים של גבעול שנצבעו בליגנין בהגדלה של 100x של (A) A2-20 רגיש, (B) A2-514 עמיד, (C) A2-40 רגיש, ו-(D) A2-995 עמיד. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.