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Questo metodo di preparazione del campione permette la coltivazione della pianta all'interno della camera del campione microscopio osservando l'apparato radicale con un microscopio ottico fogli (figura 1). La pianta cresce sulla superficie di uno strato di gel (½ mezzo MS contenente 1,5% gellano) montato su un portacampioni progettato su misura (Figura 2). Il supporto del campione è 3D stampato utilizzando una resina trasparente come materiale. Una versione prodotta mettendo in evidenza le dimensioni è rappresentata nella Figura 2C. Le radici vengono immerse in un liquido (½ substrato MS), che viene continuamente aggiornata da un sistema di perfusione. Le foglie rimangono in aria e sono continuamente illuminati con un'intensità luminosa di 130 mmol / mq / s proveniente dal LED blu e rosso che sono disposti in un anello sopra la pianta (figura 1A, B e Figura 3A-C). L'anello LED è prodotto nel nostro laboratorio e macchineNoi forniamo i dettagli tecnici su come costruire l'anello a LED in figura 3 e l'elenco del materiale. L'intensità della luce può essere regolata in modo continuo che vanno 30-250 mmol / m 2 / s (Figura 3D). Il sistema radicale è ombreggiato da piccoli fogli di un foglio di plastica nera che copre la superficie dell'acqua (Figura 1). Qualsiasi luce diffusa dalla illuminazione che vengono raccolte dalla lente rilevamento viene filtrata dal filtro GFP (Figura 3E).
Con questa impostazione, un lasso di tempo di un radici laterali Arabidopsis crescita è stata registrata per 17 h utilizzando un obiettivo 20X / 0.5 (Figura 4). La radice laterale ha la sua origine nello strato di cellule pericycle, che si trova in profondità all'interno del radice primaria. Per dimostrare la capacità di imaging ancora più profonde all'interno di un tessuto per periodi di tempo prolungati, un più alto ingrandimento (40X / 0.75) è stato utilizzato per catturare la formazione di un ro lateraliot dal primo primordium fase fino alla nascita dalla radice primaria entro un periodo di tempo di 38 ore (Figura 5). Una fetta 2D esemplare del set di dati è mostrato in Fig. 5B. Questa registrazione ci permette di seguire le dinamiche di formazione delle radici laterali in 3D (Figura 5A) con una risoluzione cellulare.

Figura 1: condizioni di crescita all'interno della camera del campione OpenSPIM. A) Schizzo della camera di imaging. La pianta cresce eretta sulla superficie di un gel, montato su un portacampioni su misura (vedi anche figura 2). Le radici sono in crescita in un mezzo liquido, che viene continuamente scambiato da un sistema di perfusione. L'impianto lascia crescere in aria e sono illuminati da LED rossi e blu (vedere anche figura 3). Il sistema radicale è ombreggiato ingegno h piccoli fogli di un foglio di plastica nera che copre la superficie dell'acqua. Un coperchio in due pezzi di fogli di alluminio nero riduce ulteriormente la quantità di luce sotto la superficie dell'acqua e mantiene l'umidità nella camera campione. Il pannello ingrandita a destra evidenzia la pianta che cresce sulla superficie di un blocco di gel immerso nel mezzo liquido. Una goccia di agarosio monta radice sul gel. La casella tratteggiata indica la regione di interesse osservata al microscopio. B) Fotografia della camera di imaging (senza coperchio). Numeri (1) - (10) in A e B rappresentano: (1): x / y / z / θ stadi con anello a LED, (2): portacampioni, (3): coperchio (4): Arabidopsis thaliana , (5): fogli di pellicola di plastica nera, (6): sistema di perfusione, (7): la rilevazione lente dell'obiettivo, (8): mezzo liquido, (9): camera per campioni, (10): illuminazione lente dell'obiettivo. C) Il coperchio è realizzato in due pezzi di fogli di alluminio nero. target = "_ blank"> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 2: il porta-campioni. A) modello 3D. Il file di modello 3D è previsto nel materiale supplementare. B) Fotografia di stampe 3D utilizzando diversi materiali (1) - (3): materie plastiche acriliche trasparenti, (4) e (5): Resina, (6): resina trasparente. C) Disegno tecnico del supporto del campione, numeri rappresentano millimetro. D) fotografico del supporto del campione realizzato con un impianto montato. L'area tratteggiata può essere osservato al microscopio. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
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Figura 3: installazione di illuminazione delle piante. A) schema circuitale della lampada. Coppie di LED possono essere attivati / disattivati singolarmente per l'illuminazione direzionale. LED: diodi emettitori di luce, R: resistenza, T: transistor, JP: capocchia di spillo. B) Il progetto definitivo della lampada di illuminazione è stato redatto utilizzando un PCB-software (PCB: circuito stampato). Forniamo il file di disegno bordo nel materiale supplementare. La scheda è stata poi prodotta e assemblata in officina MIBA del nostro istituto. C) la fotografia dell'anello LED acceso. Quattro coppie di rosso e un LED blu sono disposti in un anello. D) La gamma di tensione può essere regolata tra 3,5 V e 14,0 V. Le resistenze sono stati usati per raggiungere la quantità di luce che vanno 30-250 mmol / m 2 / s (R1-8: 220 Ohm, R9-12: 1.220 Ohm ). E) Lo spettro di emissione della lampada, GFP e YFP. tp: //ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55044/55044fig3large.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 4: tempo di registrazione lasso di Arabidopsis thaliana radici laterali. Il 5 giorni piantina esprime un marcatore di membrana (pUBQ10 :: YFP-PIP1; 4) e un giornalista nucleare (NLS pGATA23 ::-GUS-GFP) specificamente marcatura pericycle cellule che si sviluppano in una delle radici laterali. Una pila di 217 immagini (3 micron z-spaziatura) è stato catturato ogni 15 minuti per la registrazione 17 h utilizzando un obiettivo 20X / 0.5. A) Quattro punti di tempo di 69 sono mostrati in una proiezione massima intensità. B) sono mostrati Sei su 217 singole fette di z-pila di un punto di tempo. Barre di scala in A e B rappresentano 100 micron.carico / 55044 / 55044fig4large.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 5: tempo di registrazione lasso di Arabidopsis thaliana radici laterali. Il 6 giorni piantina esprime un marcatore di membrana (pUBQ10 :: YFP-PIP1; 4) e un giornalista nucleare (NLS pGATA23 ::-GUS-GFP) specificamente marcatura pericycle cellule che si sviluppano in una delle radici laterali. Una pila di 200 immagini (1,5 micron z-spaziatura) è stato catturato ogni 15 minuti per la registrazione 38 h utilizzando un obiettivo 40X / 0.75. A) Rappresentazione 3D di quattro punti di tempo, i numeri nella griglia rappresentano micron, B) singola fetta attraverso il piano centrale della radice principale. barra della scala rappresenta 50 micron. per favoreclicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Supplemental_File _-_ 3D_Sample_Holder.stl. Il file di modello 3D è fornito. Clicca qui per scaricare il file.
File supplementare LED Anello Board.brd. Il file di disegno scheda è dotata. Clicca qui per scaricare il file.