Qui, vi presentiamo un rapido test per lo screening difetti periodo circadiani nelle linee di Arabidopsis, tra cui l'isolamento di protoplasti, trasfezione, e di imaging luminecent. Il periodo circadiano nel wild-type Arabidopsis e l'orologio mutanti CCA1 / Lhy, ZTL, e CCA1 -OX è stato calcolato da misure di luminescenza da un CCA1pro: giornalista LUC ed è risultato essere coerenti con i dati pubblicati generati dalle piante intere che utilizzano più tempo- consumano approcci transgenici (Tabella 2). Usando questo test per lo screening mutanti di Arabidopsis evita il requisito iniziale per generare linee luminescenti transgeniche, che richiede tempo e potrebbe rivelare che soltanto una particolare mutante presenta ritmi wild-type. Un chiaro vantaggio di questo protocollo è che ogni linea di Arabidopsis può essere proiettato in breve tempo per i ritmi circadiani alterati trascrizionali, che aiuterà l'identificazione di altri geni che influenzano cronometraggio nelle piante.
Isolamento di protoplasti può essere laboriosa, soprattutto se la linea mutante mostra un fenotipo nano. Metodi precedentemente segnalati per la generazione di protoplasti coinvolgono taglio foglie o piantine in strisce sottili e vuoto infiltranti le strisce con soluzione enzimatica per consentire gli enzimi di raggiungere le pareti delle cellule 26,27. La digestione successiva richiede almeno 3 ore di incubazione al buio per rilasciare i protoplasti nella soluzione enzimatica. Quando l'infiltrazione vuoto non viene applicata, si consiglia di incubazione di tempo fino a 18 ore. Nel protocollo qui presentato, infiltrazione vuoto è inutile perché lo strato di cellule epidermiche impenetrabili agli enzimi viene rimosso dal nastro. Durante la generazione di protoplasti tagliando materiale vegetale è necessario protoplasti separati da detriti parete cellulare dopo la digestione; Ciò avviene tipicamente filtrando la soluzione o purificare su un gradiente di 27,26 zucchero. Qui, qualsiasi tessuto non digerito rimane sul nastro autoclave dopola digestione, così filtrazione e zucchero gradiente purificazione dei protoplasti può essere omesso. C'è una possibilità che lo stress derivante da procedure protoplasting prolungati colpisce la vitalità cellulare e l'orologio circadiano. Il metodo protoplasting basato su nastro 20 visualizzati qui produce un elevato numero di protoplasti; e data la vitalità delle cellule nel corso di una serie temporale circadiano e le lunghezze d'epoca corrispondenza di protoplasti e le piante intere (Tabella 2), la metodologia qui descritta è preferito rispetto ai metodi alternativi per generare protoplasti.
Il passo trasfezione del protocollo è un passaggio fondamentale che ha un impatto sulla vitalità delle protoplasti. La soluzione PEG consente il DNA da consegnare nella cella, e sia il tempo di incubazione in questa soluzione (passo 3.4) e la percentuale di PEG deve essere determinato empiricamente. La concentrazione standard è 20%, con concentrazioni inferiori riducendo l'efficienza di trasformazione e superioriLe concentrazioni che riducono la vitalità 28. Tempo di incubazione più breve di cinque minuti potrebbe produrre efficiente trasfezione dei protoplasti 27.
I protoplasti possono essere esposte su qualsiasi piattaforma di imaging luminescenti. In questo video, abbiamo utilizzato un lettore di piastre luminescenza dotato di luci esterne (rosso e LED blu, 630 e 470 nm, rispettivamente, ad una intensità combinata di ~ 20 μE), che consente lo screening high-throughput e le misure frequenti. Altre apparecchiature di imaging che rileva luminescenza, come ad esempio lettori di piastre alternativi o messe a punto, basata soprattutto un dispositivo (CCD) fotocamera ad accoppiamento di carica, potrebbe essere applicato ugualmente bene fino a quando l'illuminazione è disponibile per la fotosintesi. Il vantaggio di utilizzare una telecamera CCD montata su un mobile controllabile è che la luce e la temperatura può essere programmata. Uno svantaggio è il tempo di acquisizione più lungo, introducendo periodi prolungati di oscurità che possono causare stress per i protoplasti oltre a perturbareing cronometraggio endogena. Indipendentemente da quale piattaforma sperimentale viene scelto, la regolazione delle impostazioni è probabile che sia necessaria rispetto alle impostazioni di piantine o piante mature. Nella nostra esperienza, aumentando le concentrazioni di giornalista plasmide durante trasfezione e / o luciferina nel buffer di imaging potrebbe risolvere eventuali ritmi irregolari o bagnatura rapidamente che potrebbero verificarsi negli esperimenti iniziali.
In esperimenti futuri, la metodologia qui descritta può essere applicata per studiare il fenotipo circadiano di qualsiasi linea Arabidopsis mutante. Con piccole modifiche, ad esempio l'effetto di diversi farmaci sulla misurazione del tempo potrebbe essere studiato in questa configurazione. Inoltre, la trasfezione può essere modificato per includere microRNA artificiale per silenziamento genico 19, espandendo ulteriormente la versatilità di questo protocollo. Protocolli per generare protoplasti di riso sono ben stabiliti 29 ed il protocollo di imaging qui presentata potrebbe ugualmente essere applicate per migliorare la nostra understanding dell'orologio in economicamente importanti piante coltivate monocot.