Studi precedenti hanno utilizzato peeling epidermici, dischi fogliari o foglie staccate per studiare le risposte stomatiche alle invasioni batteriche 9,11,12. Al contrario, il metodo proposto in questo studio sfrutta il dispositivo portatile di imaging stomatico per osservare direttamente gli stomi su una foglia attaccata alla pianta dopo l'inoculazione spray di Pto, imitando le condizioni naturali di invasione batterica. Inoltre, poiché questo metodo non comporta processi distruttivi di preparazione del campione come il distacco delle foglie, l'escissione del disco fogliare e il peeling epidermico, è possibile evitare la ferita e la perdita d'acqua associate a questi processi di preparazione del campione. Questi effetti non devono essere presi alla leggera, poiché la ferita e la perdita d'acqua producono inevitabilmente segnali di origine vegetale come i fitormoni jasmonato e acido abscissico che influenzano i movimenti stomatici13,14.
Esistono diverse linee guida per l'uso ottimale del dispositivo portatile di imaging stomatico. In primo luogo, rimuovere accuratamente le goccioline d'acqua dalle superfici fogliari è fondamentale per ottenere immagini di nitidezza e messa a fuoco ottimali. In secondo luogo, si consiglia di acquisire più immagini da aree fogliari identiche manipolando la vite di regolazione per regolare con precisione la messa a fuoco. Si prevede che questa pratica aumenterà il numero di stomi analizzabili per area fogliare, mitigando così potenziali distorsioni di campionamento. Infine, quando si pizzica una foglia con il dispositivo, è necessaria un'attenta manipolazione per evitare di causare danni alla foglia. Questo è fondamentale perché la ferita è uno dei segnali che provocano la chiusura stomatica14.
L'apertura stomatica tendeva ad essere più variabile nella misurazione automatizzata rispetto alla misurazione manuale (Figura 3). Ci sono diverse possibili ragioni per questo. In precedenza è stato riportato che i pori stomatici dedotti dalla pipeline di analisi delle immagini spesso includono pareti cellulari e/o ombre di cellule di guardia che circondano il poro stomatico7, il che non è il caso nella misurazione manuale da parte di occhi umani. Gli stomi con forme insolite possono anche influenzare la variazione tra le misurazioni manuali e automatizzate, sebbene il modello di rilevamento degli stomi sia stato addestrato per escludere tali stomi dall'analisi7. Ad alcuni stomi sono stati dati valori zero per l'apertura stomatica nella misurazione automatizzata, ma nessuno nella misurazione manuale per ragioni sconosciute. Per risolvere questi problemi potrebbero essere necessari futuri aggiornamenti dei modelli. Tuttavia, poiché la misurazione automatica dell'apertura stomatica corrispondeva essenzialmente alla misurazione manuale, la versione attuale della pipeline di analisi delle immagini è di utilità pratica.
L'osservazione diretta e la misurazione automatizzata dell'apertura stomatica in A. thaliana descritta in questo studio sono promettenti per varie applicazioni volte a chiarire il ruolo degli stomi nell'adattamento ambientale delle piante. Ad esempio, il metodo presentato dovrebbe essere ampiamente applicabile per quantificare rapidamente l'apertura stomatica in un intero sistema vegetale intatto dopo l'esposizione a stress biotici come MAMP e patogeni microbici, nonché a stress abiotici come la siccità. A sostegno di ciò, uno studio precedente ha applicato con successo la pipeline di analisi delle immagini per quantificare con precisione l'apertura stomatica dei "dischi fogliari" trattati con la tossina fungina fusicoccina che induce l'apertura stomatica o l'acido abscissico dell'ormone dello stress che induce la chiusura stomatica7. Inoltre, in linea di principio, il dispositivo di imaging portatile consente un'analisi a lungo termine del decorso temporale dell'apertura stomatica su una singola foglia identica attaccata alla pianta. Questo potrebbe far luce su nuovi aspetti delle interazioni pianta-microbi perché la maggior parte degli studi si è concentrata sulle risposte stomatiche ai patogeni batterici per le prime ore dell'interazione 9,10,11. Sarà anche interessante utilizzare e modificare il metodo presentato per esplorare le risposte stomatiche all'invasione batterica in varie condizioni ambientali. Ciò è particolarmente rilevante per comprendere gli impatti di fattori ambientali come la temperatura, l'umidità e la disponibilità di acqua nel suolo che influenzano i movimenti stomatici e lo sviluppo di malattie da parte di patogeni batterici 8,15. In conclusione, il metodo presentato sarà concepito per accelerare la ricerca sulle funzioni stomatiche all'interno e al di là delle interazioni pianta-microbi in contesti sperimentali finora irraggiungibili.