Visualizzazione dei nettari fogliari e bracteali del cotone tramite microscopia digitale per migliorare l'accuratezza della valutazione e la conservazione dei dati
February 6th, 2026
Qui illustriamo processi passo dopo passo per la fenotipizzazione dei nettari foglari e bracteali nelle piante di cotone utilizzando immagini generate tramite microscopia digitale. Questo è un metodo efficace per punteggiare i nettari sia delle foglie che delle brattee del cotone, poiché le informazioni possono essere raccolte e conservate sotto forma di immagini digitali.
L'attuale studio mira al metodo che valuta con precisione l'espressione del tratto nettario. Per illustrare l'espressione del tratto nettario, sono stati utilizzati sia nettari di foglie di cotone che nettari bracteali come tessuti modello. Questo metodo supera le limitazioni del punteggio tradizionale, che è inaffidabile e impreciso per il punteggio nettario del commercio.
Per cominciare, trasporta un frigorifero e sacchetti Ziploc etichettati in serra per la raccolta dei campioni, raccogli tessuto fogliare giovane da piante di cotone cresciute in serra di due o tre mesi e mettilo nei sacchetti campioni etichettati. Inserisci almeno due foglie per ogni campione nella rispettiva busta etichettata e sigilla saldamente la busta dopo la raccolta. Metti ogni sacchetto sigillato contenente tessuto fogliare nel frigorifero.
Raccogli fiori sani dai rami superiori quando le piante sono a metà fase di fioritura. Metti almeno due fiori in un sacchetto con etichetta e sigillalo. Trasferire i sacchetti sigillati contenenti fiori nel frigorifero per il trasporto in laboratorio.
Accendi un microscopio e completai i primi passaggi di avvio. Posiziona un foglio bianco A4 mezzo piegato tagliato per corrispondere alla dimensione dello stadio del microscopio sul palco. Usa le piccole manopole della luce sul controller della console per regolare la luce sul palco del microscopio all'intensità massima.
Poi ruota la manopola grande della luminosità per tre quarti per impostarla su medio-alto. Sul computer, seleziona ingrandimento 10x nel software del microscopio. Posiziona il tessuto fogliare sul foglio bianco pretagliato sul palco del microscopio con il lato abassiale rivolto verso l'alto e centralo sul palco.
Ruota delicatamente le manopole di regolazione e le manopole di regolazione fine per concentrarle sulla costola centrale della foglia. Continua a regolare finché l'immagine non appare chiara e senza sfocatura. Posizionare l'estremità inferiore della costola centrale dove si trova il nettario al centro del campo visivo, assicurando una chiara visibilità delle vene laterali divergenti.
L'uso delle manopole di regolazione del percorso e fini affina ulteriormente la messa a fuoco per migliorare la nitidezza digitale dell'immagine. Cattura l'immagine nettaria. Quando il software lo richiede, salva l'immagine con il numero di identificazione del campione nella posizione richiesta, poi assegna un punteggio da uno a quattro in base al fenotipo osservato del nettario fogliare.
Usa le pinze o la mano per rimuovere le brattee dal fiore. Metti il fiore su un tagliere pulito. Utilizzando una lama sterile, taglia il gambo del fiore, poi fai un'incisione dritta lungo il bordo delle brattee rimosse.
Posiziona il tessuto floreale preparato capovolto sul foglio bianco pre-tagliato sul palco del microscopio. Usa le manopole di regolazione del percorso e fini per migliorare la nitidezza dell'immagine visualizzata sullo schermo. Salva l'immagine con il numero di identificazione del campione appropriato.
La valutazione digitale delle immagini della superficie abassiale della foglia sul lato inferiore della costola centrale ha mostrato due fenotipi, con uno senza nettari sulla costola centrale. E punteggio quattro con un nettario completamente sviluppato con nettare. Quando i campioni di fiori sono stati analizzati per nettari bracteali, sono stati osservati due fenotipi: il punteggio uno non mostrava nettario e il punteggio quattro un nettare completamente formato.
Le immagini digitali delle piante nettarie hanno mostrato chiaramente sia le strutture di nettare fogliare che quelle bratecali con ingrandimenti 10x, 20x e 40x. Immagini digitali selezionate delle foglie corrispondenti al formato standard di punteggio hanno mostrato il primo punteggio con assenza di nettario, il secondo con un nettario poco sviluppato, il terzo punteggio con un nettare più piccolo e il quarto punteggio con un nettario completamente sviluppato. La corretta valutazione delle piante senza nettario dalle popolazioni segreganti di incroci nettari e senza nettario è essenziale per la selezione di piante senza nettario che possano ridurre i danni da parte degli insetti delle piante e ridurre le perdite di produzione.
Quindi la selezione di questo tratto è importante per applicazioni a valle come i marcatori del DNA associati al tratto meno nettario, che sono strumenti preziosi per la selezione assistita dai marcatori.
Overview
This article presents a step-by-step digital imaging method for accurately scoring nectary trait expression in cotton plants. Traditional scoring methods for nectaries are unreliable due to the subtlety of phenotypes and environmental influences. The described protocol utilizes digital microscopy to capture high-resolution images of leaf and bracteal nectaries, enabling precise phenotypic differentiation and reliable data preservation for future analysis.
Key Study Components
Area of Science
- Plant biology
- Phenotyping
- Microscopy
Background
- Nectaries are specialized nectar-producing glands found in many plant species.
- In cotton, nectary trait expression is controlled by genes such as Ne1 and Ne2, and is influenced by environmental and developmental factors.
- Traditional visual scoring of nectaries is error-prone and often unreliable.
- Accurate phenotyping is important for breeding and downstream genetic applications.
Purpose of Study
- To develop and demonstrate a reliable digital imaging method for scoring nectary traits in cotton.
- To overcome the limitations of traditional scoring methods.
- To provide a protocol adaptable to other plant traits and species.
Methods Used
- Collection of young leaf and flower samples from greenhouse-grown cotton plants.
- Sample transport in labeled bags and coolers to maintain tissue integrity.
- Preparation and dissection of samples for microscopy.
- Digital imaging of leaf and bracteal nectaries at various magnifications (10x, 20x, 40x).
- Scoring of nectary phenotypes using a standardized scale (1–4) based on image analysis.
- Archiving digital images for future reference and analysis.
Main Results
- Digital imaging enabled clear visualization and differentiation of nectary phenotypes.
- Four distinct phenotypic scores were established: absence, underdeveloped, small, and fully developed nectaries.
- Digital scoring improved accuracy and reproducibility compared to traditional methods.
- The method facilitated identification of nectary-less plants, important for breeding programs targeting reduced insect damage and yield loss.
Conclusions
- Digital image-based scoring is a reliable and accurate method for phenotyping nectary traits in cotton.
- This protocol can be adapted for scoring other plant traits such as glands, hairs, and color.
- Accurate phenotyping supports downstream applications like marker-assisted selection in breeding programs.
Frequently Asked Questions
Chapters in this video
0:00
Introduction
0:26
Greenhouse Sampling of Cotton Leaves and Flowers for Digital Microscopy of Leaf and Bracteal Nectaries
1:22
Microscope-Based Imaging and Scoring of Leaf Nectaries
3:00
Preparing and Imaging Cotton Bracteal Nectaries
3:43
Results
4:49
Conclusion
