この記事では、指向性応答の間にplasmodesmal透過性、ひいてはオーキシン勾配を制御する遺伝子をスクリーニングするための方法を説明します。これは、胚軸における向性応答の程度の測定を含みます シロイヌナズナおよび8-ヒドロキシピレン-1,3,6-トリスルホン酸(HPTS)ロードし、最終的にカロースレベルの評価によりplasmodesmal透過性を確認します。
方法論記事
* These authors contributed equally
この記事では、指向性応答の間にplasmodesmal透過性、ひいてはオーキシン勾配を制御する遺伝子をスクリーニングするための方法を説明します。これは、胚軸における向性応答の程度の測定を含みます シロイヌナズナおよび8-ヒドロキシピレン-1,3,6-トリスルホン酸(HPTS)ロードし、最終的にカロースレベルの評価によりplasmodesmal透過性を確認します。
植物ホルモンのオーキシンは、光と重力向性応答を含む多くの成長と発達の過程で重要な役割を果たしています。オーキシン勾配の確立は光屈性と重力屈性につながる重要なイベントです。以前に、極性オーキシン輸送(PAT)は、植物の異なる細胞ドメインでオーキシン勾配を確立することが示されました。しかし、Han らは 、最近、適切なオーキシン勾配形成のために、隣接するセル間plasmodesmalカロース媒介symplasmic接続性も重要な要素であることを実証しました。本稿では、plasmodesmalカロース合成を調節することを通じてsymplasmic接続を変更することによって光屈性と重力屈性に影響を与える可能性があり、特定の遺伝子の役割を解明するための戦略が議論されています。最初のステップは、野生型と一緒に突然変異体または遺伝子の過剰発現株の3日齢の黄化苗から異常な熱帯応答をスクリーニングすることです。この予備スクリーニングPATで機能やsymplasmicの接続を制御する遺伝子の範囲の同定につながることができます。二次スクリーニングはsymplasmic接続に影響することにより改変された指向性応答を示す候補の選別を伴います。このような候補者に対処するために、symplasmicトレーサーの動きとplasmodesmalカロースの沈着を調べました。この戦略は、熱帯応答や他の発達プロセスの間に直接的または間接的にsymplasmic接続性を調節することができる新たな候補遺伝子を探索するのに有用であろう。
植物は、固着生命体として、様々な環境刺激に対処するために、細胞から細胞へのシグナル伝達の高度に洗練されたネットワークを開発しました。トロピック応答は、植物が環境刺激に応答することにより、現象の一つです。植物は、主に2つの指向性応答、光屈性と重力屈性を示しています。光合成植物は、最大エネルギーを収穫する光屈性により光源に向かって曲がります。同様に、重力屈性は、植物が重力の中心に向かって成長することができます。このような熱帯の応答につながる基本的なメカニズムは、植物ホルモンのオーキシン1の非対称勾配の形成を伴います。地元のオーキシン勾配形成の行為は十分に特徴付けされています。このメカニズムに関与する遺伝子は、ホルモン作用2-8のためのロードマップを提供します。オーキシン例えばPIN形成(PIN)として排出される担体、およびP糖タンパク質の特定の位置は、ドナー細胞9,10の細胞壁への細胞質からオーキシンの移動を実行します。 Furthermore、このようなAUX1 / LAXファミリータンパク質としてオーキシン流入キャリアのアクティブH + / IAA共輸送活性により、オーキシンは、最終的には、隣接するレシーバセル2,11,12に配信されます。オーキシンのこの方向の動きは、極性オーキシン輸送(PAT)として知られています。 PATは、種々の発生段階の間に、別の環境刺激13,14に応答して、差動オーキシン分布につながります。また、これらのオーキシンの流入や流出担体のいずれかの局在または発現の破壊は、発達障害につながる、オーキシン勾配の破壊を引き起こすPATの深刻な変化をもたらします。近年、Han ら 。 plasmodesmal規制はオーキシン勾配15を維持するためにも必要であることを報告しました。今日まで、30以上のplasmodesmalタンパク質16が同定されています。これらのタンパク質のうち、AtGSL8は原形質連絡にカロース合成の鍵酵素(PD)として報告されているので、のmaintで重要な役割を果たしていますPDサイズ排除限界(SEL)をaining。抑制AtGSL8発現は、野生型苗15とは対照的に、無指向性応答につながる歪んだオーキシン勾配パターンが得られました。
本稿では、PDの調節に関与する新たな候補遺伝子を探索するための方法が提供されます。これはPDのカロース生合成に寄与する重要な酵素であるようAtGSL8は、これらの方法を試験するためのモデルタンパク質として使用しました。ノックアウトgsl8変異体17の苗-致死に、デキサメタゾン(DEX)誘導性のRNAi線は以前に発表された報告書15に従って使用しました。ここで提供される戦略は、PD SELによって制御される胚軸指向性応答に関与する遺伝子をスクリーニングするために適合させることができます。
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変化した屈光性や重力屈性応答を有する変異体の1スクリーニング
A.注:真の曲げ角度があります
180°となるB、 -
A.( 図2F)。
キーボードの 'M'を押して、A。 図2Iに示すように、結果ファイルは、個別に開きます。測定し、一つ一つに苗のすべてを記録します。例えば、最初のCOL-0から胚軸のすべてのための曲げ角度を測定した後、突然変異系統のため。
B、 およびスプレッドシートを使用して式を設計することは、 すなわち、
B = 180° -
A.注:
Aは、ImageJの解析から導出された値です。
スプレッドシートツール( 図2J)を使用して、それぞれの背景B。 改変されたPDカロースレベルとPD SELの変化による不良トロピック応答2.画面の植物系統
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ホモ接合gsl8 T-DNA挿入変異体は致死18苗されているように、現在の設定では、AtGSL8のデキサメタゾン(DEX)誘導性のRNAiラインを使用した[(+ DEX / -dex)がdsGSL8を以後]。 dsGSL8と±デキサメタゾンと野生型苗の三日齢の黄化苗は屈光性や重力屈性刺激に曝露しました。我々はdsGSL8(+ DEX)苗は光屈性と重力屈性15で不良品であることがわかった。 図5明らかにdsGSL8(+ DEX)は光屈性と重力屈性の両方の影響を受けない曲げを示さないことを示しています。また、dsGSL8(+ DEX)とdsGSL8(-dex)またはCOL-0でsymplasmic動きの変化は、HPTSローディングアッセイによって分析しました。我々の以前の知見と一致して、HPTS色素dsGSL8の動き(+ ...
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本稿では、戦略が原因したがって、PD SELが詳細に記載されている変更されたPDのカロースと、への屈光性や重力屈性応答の欠陥がある変異型/過剰発現株をスクリーニングします。 PDのカロース合成および分解は、主にカロース合成酵素とβ-1,3-グルカナーゼにより達成されるが、これらの酵素の調節は、多くの上流の因子によって制御されます。このような上流因子または直接PDの調節に関与する候補者を検索するには、我々は、スクリーニングのために、この方法を設定しています。これは、セットアップのPDカロース生合成(gsl8)を調節するいくつかの重要な酵素の変異体は15致死であり、これは設定によって制限されるような変異体を選別するようにいくつかの制限があります。候補遺伝子が速いか開いているか閉じてPDと一緒に遅く熱帯の応答を示したが、カロースのレベルが変わらない場合も、その後、詳細な解析は、さらに、そのような候補を特徴づけるために必要とされています。重要な要因とトラブルシューティングproce各ステップにおけるSSESも詳述されています。まず、培地調製において、植物の成長に影響を与えることができる重要な要因は、5.7...
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著者は何の開示を持っていません。
本研究では、韓国の国立研究財団(NRF-2015R1A2A1A10053576)によってサポートされていました、そして次世代BioGreen 21プログラムからの助成金によって(SSACは、PJ01137901を付与)、農村振興庁、韓国。 RK、WS、ABBとDKは脳韓国21・プラス・プログラム(BK21 +)でサポートされていました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| HPTS(8-ヒドロキシピレン-1,3,6-トリスルホン酸三ナトリウム塩) | Sigma | H1529-1G | 共形トレーサーとしての蛍光色素 |
| LEアガロース | ドンギン-ゲノム | GEL001-500G | HPTSアガロースブロックに使用 |
| 電子レンジ | LG-ゴールドスター | アガロースゲル沸騰機 | |
| 100ml ガラス円錐フラスコ | ドンクァン | A0205 | HPTSアガロースの沸騰に使用ゲル |
| ペトリ皿(35 mm x 10 mm) | SPLライフサイエンス | SPL10035 | HPTSアガロースブロックの作成および植物サンプルの洗浄に使用 |
| 顕微鏡カバースライドとスライドガラス(24mm×50mm) | マリエンフェルトラボラトリーガラス器具 | 101222 | HPTSアガロースブロックや顕微鏡サンプル調製に使用 |
| MSミディアムプレート 125mm×125mm×20mm | SPLライフサイエンスSPL11125 | MS寒天培地を作るためのプレート | |
| ドイツステンレス | HSB 942-11 | 植物サンプル | |
| のフック領域を切除するために使用されますMurashigeとSkoog(MS)の基礎塩混合物 | Duchefa | P10453.01 | MS中毒ビタミンを含む。 |
| (N-モルフォリノ)エタンスルホン酸(MES)一水和物 | Bioshop | 3G30212 | MS培地を作るため。 |
| 植物寒天 | Duchefa | P1001.1000 | MS培地を固化します。 |
| オートクレーブ | ALP | CL-40L | |
| シェイカー | ワイズミックス | SHO-1D | アニリンブルー染色緩衝液とHPTS染料を穏やかに洗い流します。 |
| 1 ml ブルーチップ | ソレンソン | 10040 | |
| 1 ml ピペット | BioPette | L-1101-2 | |
| サージカルテープ | ミクロポア | 1530-0 | MS プレートをシールする |
| アニリンブルー (メチルブルー) | シグマ | M5528-25G | アニリンブルー染色緩衝液の調製に使用されます。 |
| Glycine | Bioshop | GLN001 | アニリンブルー染色バッファーの調製に使用します。 |
| DDG | Sigma | D8375-1G | カロースシンターゼの阻害に使用されます。 |
| 共焦点顕微鏡 | オリンパス | FV1000MPE SIM | アニリンブルー染色とHPTS色素ローディング結果を確認します。 |
| スターラー | 私は研究室 | K400 | メディア溶液をミックスします。 |
| アルミホイル | SWクッキングホイル | 状態でプレートを包みます。 | |
| 次亜塩素酸ナトリウム | 三進工業 | 表面滅菌種子へ |
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