Name: מערכת עין מתנהל שורש לרוחב ב ארבידופסיס ותירס (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-14T16:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: למד כיצד להפעיל מערכת שורשים צדדיים סינכרונית ב-Arabidopsis thaliana ותירס באמצעות טיפולים הורמונליים. שיטה זו מאפשרת חקר יזימת שורשים ברמות ביולוגיות שונות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מודים לדייבי אופדנקר על הסיוע הטכני והצילום. אנו מודים מאוד לד"ר אניק בלייס על הצעות מועילות לשיפור כתב היד. עבודה זו מומנה על ידי התוכנית הבין-אוניברסיטאית לקטבי משיכה IUAP P7/29 'MARS' מהמשרד הפדרלי למדיניות המדע בבלגיה, על ידי G027313N המענקים של FWO ועל ידי הסוכנות לחדשנות על ידי מדע וטכנולוגיה, IWT (IR).

<ol><li>Van Norman, J. M., Xuan, W., Beeckman, T., Benfey, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((To+branch+or+not+to+branch%3A+the+role+of+pre-patterning+in+lateral+root+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">To branch or not to branch: the role of pre-patterning in lateral root formation.</a> Development. 140, 4301-4310 (2013).</li>
<li>Dolan, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+organisation+of+the+Arabidopsis+thaliana+root%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Cellular organisation of the Arabidopsis thaliana root.</a> Development. 119, 71-84 (1993).</li>
<li>Bell, J. K., McCully, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+histological+study+of+lateral+root+initiation+and+development+in+Zea+mays%5BTitle%5D)+AND+%22Protoplasma%22%5BJournal%5D)">A histological study of lateral root initiation and development in Zea mays.</a> Protoplasma. 70, 179-205 (1970).</li>
<li>Benkova, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local%2C+efflux-dependent+auxin+gradients+as+a+common+module+for+plant+organ+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Local, efflux-dependent auxin gradients as a common module for plant organ formation.</a> Cell. 115, 591-602 (2003).</li>
<li>Beeckman, T., Burssens, S., Inzé, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+peri-cell-cycle+in+Arabidopsis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">The peri-cell-cycle in Arabidopsis.</a> J. Exp. Bot. 52, 403-411 (2001).</li>
<li>Himanen, K., Boucheron, E., Vanneste, S., de Almeida Engler, J., Inzé, D., Beeckman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auxin-mediated+cell+cycle+activation+during+early+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Auxin-mediated cell cycle activation during early lateral root initiation.</a> Plant Cell. 14, 2339-2351 (2002).</li>
<li>Jansen, L., Parizot, B., Beeckman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inducible+system+for+lateral+roots+in+Arabidopsis+thaliana+and+maize%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Inducible system for lateral roots in Arabidopsis thaliana and maize.</a> Methods Mol Biol. 959, 149-158 (2013).</li>
<li>Casimiro, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auxin+transport+promotes+Arabidopsis+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Auxin transport promotes Arabidopsis lateral root initiation.</a> Plant Cell. 13, 843-852 (2001).</li>
<li>Himanen, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcript+profiling+of+early+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Transcript profiling of early lateral root initiation.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101, 5146-5151 (2004).</li>
<li>De Smet, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Receptor-like+kinase+ACR4+restricts+formative+cell+divisions+in+the+Arabidopsis+root%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Receptor-like kinase ACR4 restricts formative cell divisions in the Arabidopsis root.</a> Science. 322, 594-597 (2008).</li>
<li>Vanneste, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+cycle+progression+in+the+pericycle+is+not+sufficient+for+SOLITARY+ROOT%2FIAA14-mediated+lateral+root+initiation+in+Arabidopsis+thaliana%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Cell cycle progression in the pericycle is not sufficient for SOLITARY ROOT/IAA14-mediated lateral root initiation in Arabidopsis thaliana.</a> Plant Cell. 17, 3035-3050 (2005).</li>
<li>De Rybel, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+role+for+the+root+cap+in+root+branching+revealed+by+the+non-auxin+probe+naxillin%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Chem.+Biol%22%5BJournal%5D)">A role for the root cap in root branching revealed by the non-auxin probe naxillin.</a> Nat. Chem. Biol. 8, 798-805 (2012).</li>
<li>Jansen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+transcriptomics+as+a+tool+for+the+identification+of+root+branching+genes+in+maize%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Comparative transcriptomics as a tool for the identification of root branching genes in maize.</a> Plant Biotechnol. J. 11, 1092-1102 (2013).</li>
<li>Parizot, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diarch+symmetry+of+the+vascular+bundle+in+Arabidopsis+root+encompasses+the+pericycle+and+is+reflected+in+distich+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Diarch symmetry of the vascular bundle in Arabidopsis root encompasses the pericycle and is reflected in distich lateral root initiation.</a> Plant Physiol. 146, 140-148 (2008).</li>
<li>Murashige, T., Skoog, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+revised+medium+for+rapid+growth+and+bio+assays+with+tobacco+tissue+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Plant%22%5BJournal%5D)">A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures.</a> Physiol. Plant. 15, 473-497 (1962).</li>
<li>Bellini, C., Pacurar, D. I., Perrone, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adventitious+roots+and+lateral+roots%3A+similarities+and+differences%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Adventitious roots and lateral roots: similarities and differences.</a> Annu Rev Plant Biol. 65, 639-666 (2014).</li>
<li>Grunewald, W., Parizot, B., Inzé, D., Gheysen, G., Beeckman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+biology+of+roots%3A+One+common+pathway+for+all+angiosperms%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Plant+Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">Developmental biology of roots: One common pathway for all angiosperms?</a> Int. J. Plant Dev. Biol. 1, 212-225 (2007).</li>
<li>Parizot, B., Beeckman, T. Genomics of root development. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aParizot%2C+B+%22Root+Genomics+and+Soil+Interactions%22">Root Genomics and Soil Interactions</a>. Crespi, M. , 3-28 (2012).</li>
<li>Bargmann, B. O., Birnbaum, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+activated+cell+sorting+of+plant+protoplasts%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Fluorescence activated cell sorting of plant protoplasts.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , (2010).</li>
<li>Nakazono, M., Qiu, F., Borsuk, L. A., Schnable, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-capture+microdissection%2C+a+tool+for+the+global+analysis+of+gene+expression+in+specific+plant+cell+types%3A+identification+of+genes+expressed+differentially+in+epidermal+cells+or+vascular+tissues+of+maize%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Laser-capture microdissection, a tool for the global analysis of gene expression in specific plant cell types: identification of genes expressed differentially in epidermal cells or vascular tissues of maize.</a> Plant Cell. 15, 583-596 (2003).</li>
<li>Ludwig, Y., Hochholdinger, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+microdissection+of+plant+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Laser microdissection of plant cells.</a> Methods Mol Biol. 1080, 249-258 (2014).</li>
<li>Beeckman, T., Engler, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+easy+technique+for+the+clearing+of+histochemically+stained+plant+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Mol.+Biol.+Rep%22%5BJournal%5D)">An easy technique for the clearing of histochemically stained plant tissue.</a> Plant Mol. Biol. Rep. 12, 37-42 (1994).</li>
<li>Ditengou, F. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+induction+of+lateral+root+initiation+in+Arabidopsis+thaliana%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Mechanical induction of lateral root initiation in Arabidopsis thaliana.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105, 18818-18823 (2008).</li>
<li>Lucas, M., Godin, C., Jay-Allemand, C., Laplaze, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auxin+fluxes+in+the+root+apex+co-regulate+gravitropism+and+lateral+root+initiation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">Auxin fluxes in the root apex co-regulate gravitropism and lateral root initiation.</a> J. Exp. Bot. 59, 55-66 (2008).</li>
<li>Wang, S., Taketa, S., Ichii, M., Xu, L., Xia, K., Zhou, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+root+formation+in+rice+%28Oryza+Sativa.+L.%29%3A+differential+effects+of+indole-3-acetic+acid+and+indole-3-butyric+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Growth+Regul%22%5BJournal%5D)">Lateral root formation in rice (Oryza Sativa. L.): differential effects of indole-3-acetic acid and indole-3-butyric acid.</a> Plant Growth Regul. 41, 41-47 (2003).</li>
<li>Martinez-de la Cruz, E., Garcia-Ramirez, E., Vazquez-Ramos, J. M., Reyes de la Cruz, H., Lopez-Bucio, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auxins+differentially+regulate+root+system+architecture+and+cell+cycle+protein+levels+in+maize+seedlings%5BTitle%5D)+AND+%22J+Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Auxins differentially regulate root system architecture and cell cycle protein levels in maize seedlings.</a> J Plant Physiol. 176, 147-156 (2015).</li>
<li>Beyer, E. M., Morgan, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+ethylene+on+uptake%2C+distribution%2C+and+metabolism+of+indoleacetic+acid-1-14C+and+-2-14C+and+naphthaleneacetic+acid-1-14C%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of ethylene on uptake, distribution, and metabolism of indoleacetic acid-1-14C and -2-14C and naphthaleneacetic acid-1-14C.</a> Plant Physiol. 46, 157-162 (1970).</li>
<li>Delbarre, A., Muller, P., Imhoff, V., Guern, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+mechanisms+controlling+uptake+and+accumulation+of+2%2C4-dichlorophenoxy+acetic+acid%2C+naphthalene-1-acetic+acid%2C+and+indole-3-acetic+acid+in+suspension-cultured+tobacco+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Planta%22%5BJournal%5D)">Comparison of mechanisms controlling uptake and accumulation of 2,4-dichlorophenoxy acetic acid, naphthalene-1-acetic acid, and indole-3-acetic acid in suspension-cultured tobacco cells.</a> Planta. 198, 532-541 (1996).</li>
<li>Bailey-Serres, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microgenomics%3A+genome-scale%2C+cell-specific+monitoring+of+multiple+gene+regulation+tiers%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Microgenomics: genome-scale, cell-specific monitoring of multiple gene regulation tiers.</a> Annu Rev Plant Biol. 64, 293-325 (2013).</li>
<li>Perez-Torres, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphate+availability+alters+lateral+root+development+in+Arabidopsis+by+modulating+auxin+sensitivity+via+a+mechanism+involving+the+TIR1+auxin+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Phosphate availability alters lateral root development in Arabidopsis by modulating auxin sensitivity via a mechanism involving the TIR1 auxin receptor.</a> Plant Cell. 20, 3258-3272 (2008).</li>
</ol>

יש המחברים אין לחשוף.

בפרוטוקול ארבידופסיס LRIS, חשוב להעביר רק את השתילים שצמחו כולו במגע עם מדיום גידול רשות הטבע והגנים המכיל. הדבר מבטיח כי ייזום שורש לרוחב חסום על אורך השורש כל. כדי למנוע פציעת שתילי במהלך העברה, זרועות המלקחיים המעוקלים יכולות להיות מכור תחת הפסיגים של השתיל. עם ההעברה, לוודא כי שורשי השתיל נמצאים בקשר עם מספיק הבינוני אגר המכיל NAA. זו יכולה להיות מושגת על ידי רפרוף השורש על פני אגר על פני מרחק קטן. זה יבטיח אינדוקציה מסונכרנת יעילה של ייזום שורש לרוחב על סך אורך השורש...

מערכת השורשים היא קריטית לצמיחת צמח, שכן הוא מבטיח מעגן וספיגה של מים וחומרים מזינים מהאדמה. בגלל ההתרחבות של מערכת שורשים בעיקר מסתמכת על הייצור של שורשים לרוחב, הייזום והקמה שלהם נחקרו בהרחבה. שורשים לרוחב הם יזמו בתת-קבוצה מסוימת של תאי pericycle, הנקראים תאי מייסד 1. ברוב dicots, כגון thaliana ארבידופסיס, תאים אלה נמצאים בקטבי protoxylem 2, ואילו בmonocots, כגון תירס, שהם נמצאים בקטבי השיפה 3. תאי מייסד מסומנים על ידי תגובת אוקסין עלה 4, ואחריו ביטוי של גני מחזור התא ספציפיים (למשל, cyclin B1; 1 / CYCB1; 1), לאחר שהם עוברים סיבוב ראשון של חטיבות anticlinal סימטריות 5. לאחר סדרה של חטיבות anticlinal וpericlinal מתואמות, primordium שורש לרוחב נוצר שסופו של דבר יתגלה כשורש לרוחב utonomous. המיקום והעיתוי של תחילת שורש לרוחב עם זאת לא צפויים, שכן אירועים אלה הם לא בשפע ולא מסונכרנים. זה מונע את השימוש של גישות מולקולריות כגון transcriptomics ללמוד את התהליך הזה. כדי להתמודד עם זה, מערכת לרוחב שורש עין מתנהל (LRIS) פותחה 6, 7. במערכת זו, מטופלים שתילים ראשון עם N חומצת -1-naphthylphthalamic (רט&quot;ג), אשר מעכב תחבורת אוקסין וצבירה, וכתוצאה מכך חסימת ייזום שורש לרוחב 8. על ידי המשך העברת השתיל למדיום המכיל את חומצת אוקסין הסינתטי 1-נפתלין אצטית (NAA), כל שכבת pericycle מגיבה לרמות הגבוהות אוקסין כך מסיבית חטיבות התרמה לרוחב שורש ייזום תא 6. ככזה, מערכת זו מובילה לחניכות שורשים לרוחב מהירות, סינכרוני ונרחבים, המאפשרת איסוף קל של דגימות שורש מועשרים לשלב ספציפי של מנוחפיתוח שורש RAL. בהמשך לכך, ניתן להשתמש בדוגמאות אלה כדי לקבוע פרופילי ביטוי הגנום במהלך היווצרות שורש לרוחב. LRIS הניב ידע משמעותי כבר על התחלה לרוחב שורש בארבידופסיס ותירס 9-13, אבל הצורך ליישם במערכת זו כדי מיני צמחים אחרים הופך ברור יותר ככל שיותר הגנומים רצף ויש עניין גובר להעברת ידע לחשוב חסכוניים מִין. הנה, הפרוטוקולים מפורטים של ארבידופסיס וLRISs התירס מקבלים. בשלב הבא, דוגמא של השימוש במערכת מסופקת, על ידי הממחיש כיצד ניתן להשתמש בנתוני transcriptomics צברו מLRIS התירס לזהות homologs הפונקציונלי שיש להם תפקיד שימור בייזום שורש לרוחב על פני מיני צמחים שונים. לבסוף, הנחיות כדי לייעל את LRIS למיני צמחים אחרים מוצעים.

<table><tbody><tr><td><חזק>ARABIDOPSIS LRIS</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><זרעים>חזקים</זרעי</td> ארבידופסיס חזקים> <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>אקוטיפ</td><td></td><td></td><td>Col-0</td></tr><tr><td><חזק>עיקור גז של זרעים</צינורות מיקרו-צנטריפוגות חזקים></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>1.5 מ"ל</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>0030 125.215</td><td>Eppendorf מיקרו-צינורות 3810X,</td></tr><tr><td>צינורות מיקרו-צנטריפוגה נקיים PCR 2 מ"ל</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>0030 120.094</td><td>צינורות מיקרוצנטריפוגה Eppendorf Safe-Lock</td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית</td><td>Merck KGaA</td><td>1,003,171,000</td><td>37% (אדים) לניתוח EMSURE ACS,ISO,REAG. Ph Eu</td></tr><tr><td>מייבש זכוכית</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td>זכוכית</tr> פיירקס <tr><td>פלסטיק מיקרו-צנטריפוגה צינורות קופסה או מחזיק</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><חזק>אקונומיקה עיקור זרעים</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>אתנול</td><td>Chem-Lab nv</td><td>CL00.0505.1000</td><td>אתנול, abs. 100% a.r. מדלל ל-70%</td></tr><tr><td>נתרן היפוכלוריט (NaOCl)</td><td>Carl Roth</td><td>9062.3</td><td>12%</td></tr><tr><td>Tween 20</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>P1379</td><td></td></tr><tr><td>מים</td><td></td><td></td><td></td> סטריליים</tr><tr><td><חזק>מדיום גידול</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>תערובת מלח Murashige ו-Skoog</td><td>DUCHEFA Biochemie B.V.</td><td>M0221-0050</td><td></td></tr><tr><td>אינוזיטול</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>I5125-100G</td><td></td></tr><tr><td>2-(N-מורפולינו)חומצה אתנסולפונית (MES)</td><td>DUCHEFA Biochemie B.V.</td><td>M1503.0100</td><td></td></tr><tr><td>סוכרוז</td><td>VWR, Internation LLC</td><td>27483.294</td><td>D(+)-סוכרוז Ph. Eur.</td></tr><tr><td>KOH</td><td>Merck KGaA</td><td>1050211000</td><td>כדורים לניתוח (מקסימום 0.002% Na) EMSURE ACS, ISO, Reag. Ph Eur</td></tr><tr><td>תרבית רקמות צמחים Agar</td><td>LabM Limited</td><td>MC029</td><td></td></tr><tr><td><חזק>כימיקלים אינדוקציה שורש לרוחב</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>N-1-חומצה נפתילפתלמי (NPA)</td><td>DUCHEFA Biochemie B.V.</td><td>מס' N0926.0250</td><td>10 ומיקרו; M (Arabidopsis)</td></tr><tr><td>1-חומצה אצטית נפתלין (NAA)</td><td>DUCHEFA Biochemie B.V.</td><td>מס' N0903.0050</td><td>10 ומיקרו; M (Arabidopsis)</td></tr><tr><td>dimethylsulfoxide (DMSO)</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>494429-1L</td><td></td></tr><tr><td><חזק>יצירת רשת להעברה</חזקה></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>רשת ניילון</td><td>Prosep byba</td><td></td><td>רשת ניילון סינטטית 20 ומיקרו; m</td></tr><tr><td><חזק>זריעה וטיפול בשתילים</צלחות פטרי חזקות></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מרובעות</td><td>GOSSELIN</td><td>BP124-05</td><td>12 x 12 ס"מ</td></tr><tr><td>50 מ"ל צינורות דוראן</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>CLS430304</td><td>קורנינג&nbsp; 50 מ"ל צינורות צנטריפוגה</td></tr><tr><td>דריגלסקי</td><td>קארל רוט</td><td>K732.1</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>קצות פיפטה חתוכים</td><td>Daslab</td><td>162001X</td><td>Universal 200, חתכו 5 מ"מ מהקצה לפני חיטוי</td></tr><tr><td>סרט נושם&nbsp;</td><td>3M Deutschland GmbH</td><td>מס' 1530-1</td><td></td></tr><tr><td>פינצטה</td><td>Fiers nv/sa</td><td>K342.1; פינצטה K344.1</td><td>דומונט מסוג A מס' 5; פינצטה דומונט סוג e מס' 7</td></tr><tr><td><תנאי גידול חזקים></צמיחה חזקה></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>חדר</td><td></td><td></td><td>21 &deg; C, רציף קל</td></tr><tr><td><חזק>חומרים</חזק></td><td><חזק>חברה</חזק></td><td><חזק>קטלוג</חזק></td><td><חזק>הערות</חזק</td></tr><tr><td>><חזק>תירס LRIS</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><חזק>זרעים<></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>חזקיםגרעיני</td><td></td><td></td> תירס <td>B-73</td></tr><tr><td><עיקור חזק>אקונומיקה של גרעינים</</td> זכוכית חזקה><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td>מערבל מגנטי&nbsp;<td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Fiers nv/sa</td><td>C267.1</td><td></td></tr><tr><td>נתרן היפוכלוריט (NaOCl)</td><td>קארל רות'</td><td>9062.3</td><td>12%</td></tr> <tr><td>מים</td><td></td><td></td><td></td> סטריליים</tr><tr><td><חזקים>כימיקלים לאינדוקציה שורש לרוחב</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>N-1-חומצה נפתילפתלמי (NPA)</td><td>DUCHEFA Biochemie B.V.</td><td>מס' N0926.0250</td><td>50 ומיקרו; M (שורש ראשוני של תירס), 25 ומיקרו; M (שורש תירס הרפתקני)</td></tr><tr><td>1-נפתלין חומצה אצטית (NAA)</td><td>DUCHEFA Biochemie B.V.</td><td>מס' N0903.0050</td><td>50 ומיקרו; M (תירס)</td></tr><tr><td>דימתילסולפוקסיד (DMSO)</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>494429-1L</td><td></td></tr><tr><td><חזק>זריעה וטיפול בשתילים</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>נייר מגבות ידיים</td><td>Kimberly-Clark Professional*</td><td>6681</td><td>SCOTT מגבות ידיים - גליל / לבן; גודל גיליון (24X46 ס"מ)</td></tr><tr><td>נייר נביטת זרעים</td><td>חברת</td><td></td> נייר עוגן <td>10 X 15 38# נייר נביטת זרעים</td></tr><tr><td>פינצטה</td><td>Fiers nv/sa</td><td>K342.1; פינצטה K344.1</td><td>דומונט מסוג A מס' 5; פינצטה מסוג E מס' 7</td></tr><tr><td>צינורות 250 מ"ל (צנטריפוגה)</td><td>SCHOTT DURAN</td><td>2160136</td><td>בקוטר של כ-5.6 ס"מ ובגובה 14.7 ס"מ&nbsp;</td></tr><tr><td>צינורות 700 מ"ל</td><td>DURAN GROUP</td><td>213994609</td><td>צילינדרים, צינור רגל עגול, D 60&nbsp; x 250</td></tr><tr><td>מתלה</td><td></td><td></td><td>לצינורות תירס,</td></tr><tr>מים <td></td><td></td><td></td><td>סטריליים</td></tr> תוצרת בית <tr><td><>תנאי גידול חזקים</></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ארון</td><td></td><td></td> צמיחה חזק <td>27 &deg; C, אור רציף, 70% לחות יחסית</td></tr></tbody></table>

מערכת עין מתנהל שורש לרוחב ב<em&gt; ארבידופסיס</em&gt; ותירס

Lateral Root Inducible System in Arabidopsis and Maize

התפתחות שורשים לרוחב תורמת משמעותית למערכת השורשים, ולכן היא חיונית לצמיחת הצמח. עם זאת, המחקר של התחלת שורש לרוחב הוא מייגע, מכיוון שהוא מתרחש רק בכמה תאים בתוך השורש ובאופן בלתי צפוי. כדי לעקוף בעיה זו, פותחה מערכת השראת שורש לרוחב (LRIS). על ידי טיפול בשתילים ברצף עם מעכב הובלת אוקסין ואוקסין סינתטי, התחלת שורש לרוחב מבוקרת מאוד מתרחשת באופן סינכרוני בשורש הראשוני, ומאפשרת דגימה בשפע של שלב התפתחותי רצוי. ה-LRIS פותח לראשונה עבור Arabidopsis thaliana, אך ניתן ליישם אותו גם על צמחים אחרים. בהתאם לכך, הוא הותאם לשימוש בתירס (Zea mays). ניתנת סקירה מפורטת של השלבים השונים של ה-LRIS בשני המפעלים. השילוב של מערכת זו עם טרנסקריפטומיקה השוואתית איפשר לזהות הומולוגים פונקציונליים של גנים להתחלת שורש לרוחב Arabidopsis במינים אחרים, כפי שמודגם כאן עבור CYCLIN B1; 1 (CYCB1; 1) גן מחזור התא בתירס. לבסוף, נדונים העקרונות שיש לקחת בחשבון בעת פיתוח LRIS עבור מיני צמחים אחרים.

יישום של LRIS לבצע transcriptomics השוואתי של תהליך רוט ייזום הרוחב אחד יישומים של LRIS הוא ההשוואה וההתאמה של פרופילי ביטוי גנים במהלך היווצרות שורש לרוחב במינים שונים. transcriptomics השוואתי גישות ליצור את האפשרות להצביע גני orthologous המעורבים בתהליך פיתוח השורש לרוחב במינים שונים. חניכה לרוחב שורש, אשר מורכבת מההיווצרות של אי...

מערכת השראת השורש הרוחבי (LRIS) מאפשרת אינדוקציה סינכרונית של שורשים לרוחב ומוצגת עבור Arabidopsis thaliana ותירס.

Lateral root development contributes significantly to the root system, and hence is crucial for plant growth. The study of lateral root initiation is ...

המטרה הכללית של המערכת להשראה של שורשים צדדיים היא להשרות באופן סינכרוני את תחילתם של שורשים צדדיים בצמחים באמצעות טיפולים הורמונליים. שורשי הצמחים נסתרים וידוע כי קשה מאוד לחקור אותם. פיתחנו מערכת in vitro המאפשרת לחקור את תהליך תחילת השורשים הצדדיים ברמה הציטולוגית, ההיסטולוגית והמולקולרית.באופן כללי, מדענים שאינם בקיאים בשיטה זו עשויים להיתקל בקשיים מכיוון שהצמחים לא גדלו במגע נכון עם המצע, דבר המונע השראה הומוגנית של השורשים הצדדיים. הדגמה חזותית של שיטה זו מסייעת בהצגת השלבים הקריטיים שיש להביאם בחשבון כדי להבטיח השראה הומוגנית. למרות שמערכת זו פותחה במקור עבור הצמח הקטן Arabidopsis, ניתן ליישמה גם במערכות אחרים כגון תירס, אורז או שעורה.כדי להתחיל, הנח רשת ניילון של 20 מיקרון על מצע גידול המועשר ב-NPA באמצעות פינצטה סטרילית. דחף בעדינות את הרשת אל מצע הגידול בעזרת לועה (drigalski) כדי להבטיח מגע טוב עם המצע. לאחר מכן, הצמד קיסם שיניים סטרילי לאגר כדי ליצור משטח דביק על הקיסם.השתמשו בקיסם שיניים כדי לפזר באופן אחיד קבוצה של זרעים שעברו עיקור בגז על גבי הפיתחים שהוכנו. אטמו את הפיתחים בעזרת סרט דביק חדיר לאוויר ואחסנו אותם בטמפרטורה של ארבעה מעלות צלזיוס בחושך למשך לפחות יומיים ולכל היותר שבוע אחד. שלב זה נחוץ לצורך סטריפיקציה ומבטיח נבט גומי סנכרוני ויעיל.ביום השלישי, העבירו את הצלחות לחדר הגידול למשך יומיים של נביטה, ולאחריהם שלושה ימי צמיחה בזווית של 80 עד 90 מעלות. ביום השמיני, זהו את השורשים שגדלו במגע מלא עם הרשת, ומנגד, את השורשים שאינם במגע עם הרשת. הסירו את כל השתילים ששורשיהם אינם במגע עם הרשת.העבירו את הרשתות המכילות את השתילים לצלחות המתוספות ב-10 micromolar NAA. לאחר ההנחה על הצלחת, החליקו את הרשת על פני המצע במידת הצורך כדי להבטיח מגע טוב עם מצע הגדילה. כדי להבטיח השראה הומוגנית בכל השתילים, חשוב להשליך את השתילים שלא גדלו למגע עם הרשת במצע המתוסף ב-NPA, ולהחליק כראוי את הרשת במידת הצורך במצע המתוסף ב-NAA.אטמו את הפלטות החדשות בעזרת סרט דביק נשיר-אוויר והניחו אותן בחדר הגידול במצב אנכי למשך הזמן הרצוי לאחר ההשראה. כאשר תגיעו לשלב איסוף הדגימות, השתמשו בסכין מנתח כדי לחתוך את קטעי השורש בבת אחת ישירות על הרשת, ודגמו אותם על ידי גירוד עדין של פני השטח של הרשת. כעת נראה מספר שלבים במערכת ההשראה של השורשים הצדדיים בתירס.התחילו בעיקור גרגירי התירס על ידי הנחת מספר הגרגרים הדרוש בכלי זכוכית סטרילי. לאחר מכן, הוסיפו לכלי 100 milliliters של 6%sodium hypochlorite במים והוסיפו מגנט לערבוב. הניחו את הכלי על מערבל מגנטי וערבבו במהירות נמוכה למשך חמש דקות בטמפרטורת החדר.הסיר בעדינות את תמיסת תמיסת ההלבנה. החלף אותה ב-100 milliliters של מים סטריליים טריים ושטוף את הגרעינים למשך חמש דקות. חזור על שלב זה חמש פעמים.לבשו זוג כפפות וקרעו שני דפי נייר סופג, והניחו אותם זה על זה על משטח נקי. לאחר מכן, קפלו את הדפים לשניים לאורכם. השתמשו בפינצטה כדי לפזר 10 גרעינים במרחק של כשני סנטימטרים מהחלק העליון, לאורך כל הנייר, תוך שמירה על מרחק של שמונה סנטימטרים בין גרעין לגרעין ושמונה סנטימטרים פנויים בשני הקצוות.וודאו שהשורש של הגרעין פונה כלפי מטה וכלפי הנייר. גלגלו בעדינות את הנייר לאורכו תוך שמירה על מיקום הגרעינים. ריסוס הנייר במים סטריליים יכול להקל על שלב זה במידת הצורך.הניחו את הגלילים לתוך מבחנות זכוכית סטריליות והכניסו מבחנות נוספות למעמד. מזגו 125 milliliters של תמיסת NPA בריכוז 50 micromolar על גליל הנייר במבחנה. גליל הנייר יספוג את התמיסה ויהיה ספוג לחלוטין.הניחו את מערכת גלילי הנייר בתא גידול למשך שלושה ימים. ודאו שגלילי הנייר נשארים ספוגים במהלך הדגירה על ידי הוספת תמיסת NPA נוספת לפי הצורך. כדי להבטיח השראה הומוגנית של התחלת צמיחת שורשים צדדיים, חשוב לוודא שגלילי הנייר נשארים לחים בתמיסת NPA, אך שהשורשים אינם טבולים בעצמם בנוזל.לאחר שלושה ימים ב-NPA, לנבט התירס יש נבט קטן ושורש באורך של כמעט שני עד שלושה סנטימטרים. ביום הרביעי, סחטו בעדינות את רוב תמיסת ה-NPA שנותרה מגלילי הנייר והניחו את הגלילים במים סטריליים עד שיהיו רוויים. לאחר כחמש דקות, סחטו בעדינות את רוב המים מגלילי הנייר.חזור על שלב השטיפה שלוש פעמים. לאחר השטיפה האחרונה, סחט את רוב המים והחזר את הגלילים לשפופרת. שפוך תמיסת NAA בריכוז 50 micromolar על גלילי הנייר שבשפופרות עד שיהיו ספוגים לחלוטין.לאחר מכן, מקמי את מערכת גלילי הנייר בארון ההגדלה למשך הזמן הרצוי לאחר ההשראה. בהשוואה לנשואים של קו הסימון לתגובת auxin שנקרא pDR5-GUS שלא גדלו על NAA או שגדלו למשך שעה אחת על NAA, הנשואים שגדלו למשך שעתיים על NAA מראים תגובת auxin, שהיא אחד האירועים הראשונים המפעילים את היווצרות השורשים הצדדיים. חלוקות אלו מתחילות לנוע כלפי מעלה מהקצה החל מסביב לשעתיים, והן עולות עם חשיפה ממושכת ל-NAA.באמצעות שימוש בקו הסימון למחזור התא pCYCB1;1-Gus, ניתן לראות את חלוקות התאים הראשונות המובילות להיווצרות שורשים צדדיים החל מכשש שעות לאחר תחילת הטיפול ב-NAA. ניתן להשתמש במערכי מיקרו-מערכים (Microarrays) וב-rt-PCR כמותי כדי להעריך את הביטוי של גנים שונים באזורים השונים של שורשי Arabidopsis ותירס במהלך השראת שורשים צדדיים. הן ב-Arabidopsis והן בתירס, כאשר הצמחים גדלים למשך זמן רב יותר, החלוקות המושראות יובילו לפיתוח ולצמיחה של שורשים צדדיים.כהוכחת היתכנות למערכת בתירס, להלן נשבלים שגודלו בתנאים שונים לצורך השוואה. לנשבלים שגודלו במשך 10 ימים במים ישנם שורשים צדדיים שלא החלו להתפתח באופן סינכרוני והם מרוחקים זה מזה לאורך הציר. נשבלים שגודלו במשך 10 ימים ב-NPA אינם מכילים שורשים צדדיים כלל.שתילים שגודלו במשך שלושה ימים על NPA, ולאחריהם טיפול ב-NAA, מראים השראה מסיבית וסנכרונית של שורשים צדדיים. בסרטון זה הצגנו כיצד להקים מערכת להשראת שורשים צדדיים, שהתבררה כחיונית מאוד לגילוי תובנות חדשות ובסיסיות בתהליך הפיצול של השורשים. הצגנו כיצד המערכת פועלת עבור Arabidopsis ותירס, אך ניתן להתאימה בקלות למינים צמחיים אחרים לבחירה.בהצלחה.

lateral-root-inducible-system-in-arabidopsis-and-maize

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

אנו מציגים את ההליך כדי להרכיב assay זרע מצעי מעיל (SCBA) מזרעי thaliana ארבידופסיס. SCBA הוצג להיות כלי רב עוצמה כדי לחקור מבחינה גנטית ובמבחנה כיצד נביטת זרעי פקדי האנדוספרם בזרעים רדומים ובתגובה לאותות אור. SCBA הוא בעיקרון ישים בכל מצב שבו האנדוספרם חשוד להשפיע על צמיחה עוברית.

מעיל זרע מצעים Assay לחקור גנטי<em&gt; במבחנה</em&gt; כיצד נביטת זרעי בקרת האנדוספרם ב<em&gt; Thaliana ארבידופסיס</em

טכניקת התערבות RNA פעמיים תקועה (dsRNAi) היא מועסק ללמטה להסדיר את אנזים cinnamoyl תירס רדוקטאז גן (ZmCCR1) לתוכן ליגנין צמח נמוך יותר. ליגנין למטה תקנה מקיר התא דמיינו ידי ניתוח מיקרוסקופי ולכמת בשיטת Klason. שינויי הלחנה בhemicellulose ותאיים גבישים מנותחים.

ליגנין Down-תקנה של<em&gt; Zea mays</em&gt; באמצעות dsRNAi וKlason ליגנין ניתוח

לגנים רבים בעלי חשיבות התפתחותית יש דפוסי ביטוי ספציפיים לתאים או לרקמות. מאמר זה מתאר ניסויי LM RNA-seq לזיהוי גנים המתבטאים באופן דיפרנציאלי בגבול להב-נדן עלי התירס ובמוטציות lg1-R בהשוואה לסוג בר. השיקולים הניסיוניים שנדונו כאן חלים על ניתוחים טרנסקריפטומיים של תופעות התפתחותיות אחרות.

עיצוב ניסיוני עבור לייזר Microdissection RNA-seq: לקחים מניתוח התפתחות תירס ליף

פרוטוקול זה מציג שיטת הכנת דגימת צמחים למיקרוסקופיה של גיליון אור. ההתקנה מאופיינת בהרכבה אנכית של הצמח על פני ג'ל ומאפשרת לו לצמוח בתנאי אור מבוקרים. זה מאפשר תצפית ארוכת טווח על התפתחות איברי הצמח בתנאים סטנדרטיים.

מיקרוסקופ פלואורסצנטי גיליון אור של שורשי הצמח גדל על פני השטח של ג&#39;ל

פרוטוקול זה מתאר שיטת התבוננות מופרה ב תודרנית באמצעות סיווג ביצית ואחריו את הבדיקה של היווצרות תבנית העובר תחת מיקרוסקופ.

שיטת אפיון מופרה ב תודרנית

פרוטוקול משופרת מוצג עבור המידה של ביטוי גנים ארעי מן הכתב בונה בתאים aleurone שעורה לאחר הפגזה של חלקיקים. השילוב של תבואה אוטומטיות שיוף עם צלחת 96-ובכן אנזים מבחני מספק תפוקה גבוהה עבור ההליך.

מדידת ביטוי גנים בשכבות Aleurone שעורה מופגז עם תפוקה מוגברת

כאן, אנו מתארים את הדור, יישום של קבוצת הטרנסגניים תודרנית לבנה קווי המאפשרת ביטוי inducible, רקמות ספציפיות את meristems הראשי שלוש, את meristem apical לירות, meristem apical את שורש ו את cambium.

Inducible, תאים ייחודיים לסוג ביטוי תודרנית לבנה בתיווך דרך LhGR טרנס-הפעלה

גנים מורפולגניים הצמח יכול לשמש כדי לשפר את הטרנספורמציה גנטית של גנוטיפים הסרבן. המתואר כאן הוא Agrobacterium-תיווך הטרנספורמציה גנטית (quickcorn) פרוטוקול עבור שלושה חשובים הציבור תירס שורות.

Agrobacterium-תיווך המעבר העובר בלתי בוגר של הסרבן מתוך תירס שורות באמצעות גנים מורפולגניים

מתרגם הריבוכמה אהדה (מלכודת) מציעה את האפשרות לנתח תוכניות התפתחותיות עם עיבוד מינימלי של איברים ורקמות. הפרוטוקול מניב RNA באיכות גבוהה מתאים המיועדים עם חלבון פלורסנט ירוק (GFP)-יחידת משנה ריבוזומבית. כלים לניתוח במורד הזרם, כגון רביעיית-PCR או RNA-seq, חושפים פרופילי ביטויים ספציפיים לסוג תאים.

מתרגם הריבוכמה אהדה לטיהור (מלכודת) כדי לחקור את התפתחות השורש של הספר הבסיסי בקנה מידה ספציפי לסוג תא

פרוטוקול זה מציג סיכום מפורט של אסטרטגיות לחיסון שורשי צמחים עם מיקרובים הנישאים באדמה. דוגמאות לפטריות Verticillium longisporum ו-Verticillium dahliae, מתוארות שלוש מערכות שונות של זיהום שורשים. יישומים פוטנציאליים וניתוחים אפשריים במורד הזרם מודגשים, ויתרונות או חסרונות נדונים עבור כל מערכת.

אסטרטגיות חיסון להדבקת שורשי צמחים במיקרואורגניזמים הנישאים בקרקע

אנו משתמשים בכלי מעבדה פשוטים כדי לבחון את ארכיטקטורת מערכת השורשים (RSA) של Arabidopsis ו- Medicago. העציצים גדלים באופן הידרופוני על גבי רשת ומפוזרים באמצעות מברשת אמנותית כדי לחשוף את ה-RSA. התמונות מצולמות באמצעות סריקה או מצלמה ברזולוציה גבוהה, ולאחר מכן מנותחות באמצעות ImageJ כדי למפות תכונות.

פרוטוקול פשוט למיפוי תכונות ארכיטקטורת מערכת שורש הצמח

למד כיצד להפעיל מערכת שורשים צדדיים סינכרונית ב-Arabidopsis thaliana ותירס באמצעות טיפולים הורמונליים. שיטה זו מאפשרת חקר יזימת שורשים ברמות ביולוגיות שונות.

מערכת עין מתנהל שורש לרוחב ב

גלה סרטונים נוספים