영상 기술의 통합 제품군은 카리브해 산호 Montastraea의 annularis와 M.에서 용종의 형태와 조직 구조를 결정하기 위해 적용되었습니다 faveolata. 형광, 직렬 블록 얼굴, 및이 광자 공 초점 레이저 주사 현미경 lobate 구조 용종 벽 및 예상 chromatophore 및 주산 셀러 밀도 및 분포를 확인했다.
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이 논문에서
요약
초록
이미징 기술의 통합 스위트 카리브해 암초 건물 산호 Montastraea의 annularis 및 M. 이루어지는 3 차원 (3D) 형태학 및 용종 조직의 세포 구조를 결정하기 위해 적용되어왔다 faveolata. 이러한 접근은 형광 현미경 (FM), 시리얼 블록 얼굴 영상 (SBFI), 및 2 광자 공 초점 레이저 주사 현미경 (TPLSM)를 포함한다. SBFI 물리적 절편 후 깊은 조직 이미징을 제공한다; 그것은 이상 2mm의 조직 깊이에 조직 표면의 질감과 3D 시각화에 대해 자세히 설명합니다. 조직 세포 구조의 보완 FM 및 TPLSM 수율은 매우 높은 해상도의 이미지. 결과가있다 : (1) 외부 개별 산호 폴립의 벽에 이전에보고되지 않은 lobate 조직 형태학을 확인 (2) 색소, 조류와 같은 dinoflagellate의 주산 셀러의 endosymbionts의 3 차원 분포와 조직 밀도의 제 1면지도를 만들었습니다. 스펙트럼 흡수 완두콩500 nm 내지 675 nm 인 KS는 각각 제안 M. annularis와 M. faveolata 엽록소와 색소의 유사한 유형을 포함. 그러나, M. annularis와 M. 조직 밀도와 이러한 주요 세포 구성 요소의 3 차원 분포의 유의 한 차이를 나타내지 faveolata. 이미징 방법에 초점을 맞춘이 연구는 SBFI이 탈회 산호 조직의 큰 mm 크기의 샘플의 분석에 매우 유용 있음을 나타냅니다. 무료 FM 및 TPLSM는 nondecalcified 산호 조직 샘플에서 세포의 분포와 밀도의 미묘한 서브 밀리미터 규모의 변화를 알 수있다. TPLSM 기법 수득한다 : (1) 최소 침습 샘플 준비, (2) 우수한 광 단면 처리 능력, (3) 최소의 광 흡수 및 산란, 여전히 깊은 티슈 이미징을 허용하면서.
서론
지구 온난화 및 첨부 환경의 변화는 직접적으로 열대 해양 산호 1-4의 건강 및 유통에 영향을 미치는됩니다. 여러 영향 산호 표백 및 전염병 5-6의 출현을 포함하여 관찰되고있다. 그러나 이러한 환경 적 위협에 대한 미래 산호 응답의보다 정확한 예측은 조직 학적 "베이스 라인" "건강 해 보이는"산호에 대한 조직의 형태 및 세포 구성과 분포를 정의하는 설립하는 것이 필요합니다. 차례로, 산호가 다음 정량적으로 비교 될 수있다 "영향". "정상 응답이"또한 환경에 걸쳐 구배 계측 할 수 있도록 또한,이 기준선은, 다양한 환경 조건 하에서 외관상 건강한 산호 대해 확립되어야한다. 이 기준선을 설정 향한 초기 단계로서, 고해상도 3D 연구는 어떻게 외관상 건강한 산호 폴립 조직 수행되었다형태와 세포 조성물은 햇빛 조사량에서 수심의 증가 (WD) 및 첨부 감소에 응답합니다. 결과는 다음 산호 적응 기작보다 포괄적 이해를 설정할뿐만 아니라, 산호 공생 진화 통찰력과 광 수확의 향상을 얻기 위해 이용 될 수있다.
스토니 산호 (Scleractinia)는 공동으로 산호 7-10 holobiont이라 다른 미생물의 복잡한 조립, 호스트를 재생 ....
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프로토콜
참고 : 시약은 산호 샘플의 직렬 블록 얼굴 이미징을위한 준비를합니다
1 Preinfiltration 왁스
- 유리 비커에 스테아린 조각 3.6 g을 녹여. 핫 플레이트 (60 ~ 70 ° C에서) 잘 섞는다.
- 수단 IV의 400 mg의 추가 (왁스 배경 형광을 최소화하기 위해). 잘 섞어 빨간색 반투명 솔루션이 달성 될 때까지 기다립니다.
- 96 ㎖의 뜨거운 용융 파라핀 (100 %)을 넣고 잘 섞는다.
1.2) 포함] 왁스
- 유리 비커에 스테아린 조각 7.2 g을 녹여 뜨거운 접시에 잘 혼합 (60 ~ 70 ° C).
- 수단 IV의 0.8 g을 추가합니다. 잘 섞어 빨간색 반투명 솔루션이 달성 될 때까지 기다립니다.
- 파라핀 과립 (162g)를 추가 파라핀이 완전히 녹을 때까지 섞는다.
- 흰색 과립 Vybar의 30g를 추가하고 같은 비커에 완전히 녹아; 녹인 후, 혼합한다.
- 느슨하게 뚜껑 유리 병을 닫습니다. 60 ° C 대류 오븐에 유리 병을 배치EN은 액상 성분을 유지한다. 이 오븐의 모든 침입을 수행하십시오.
- ....
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결과
(본 연구를 위해 특별히 제조 된 그림 3) 사용자 정의 설계 SBFI 장치는 M.의 외부 표면의 질감과 형태의 첫번째 상세한 3D 디지털 고도지도 (DEM을)를 생산 annularis와 M. faveolature 산호 폴립 (그림 4 및 SI 동영상 1-2). 이것은 각각의 동심 폴립 (도 4B, 4D 및 4E)의 중심으로부터 외측 방사 산호 조직되지 않았던 이전 누적 로브 이미지를 수득 하였다. 이 엽 (叶)은 반경 방향 바깥 쪽과 최하단의 고도 엽 (叶)이 결국 합성 및 폴립 사이 coenosarc 조직 합병과 조직 덮인 기본 및 보조 골격 격벽의 최상부 능선을 따라 적층되어있다. 산호 조직 샘플은 고온 침투와 삽입의 여러 단계를 통과하는 데에도 불구하고 3D 용종의 모양과 관련된 엽 (叶)은 잘 보존되었다. additio블랙 컬러는 각 샘플의 콘트라스트를 최대화하고 신.......
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토론
산호초 연구는 해양 환경에서 작동을 동시에 물리적, 화학적 분석, 생물학적 현상을 포함하는, 고도의 학제 적 연구 노력이다. 복잡한 산호초 생태계의 연구는 따라서 최선의 상황에 맞는 프레임 워크 (그림 10) '10의 멱수'내에 완료됩니다. 이 그래픽 편집 산호 생태계 차원 공간의 넓은 범위 (10 -9 10 5m)를 다루고 있음을 보여줍니다. 또한,이 운동은 geobiological 필드를 결합하여 실험실 분석하는 데 필요한 다리 아르 1mm-1cm의 중간 길이 규모로 분석 것을 보여줍니다. 텐 프레임 워크의이 힘은 모델링, 물리적, 화학적 합성, 큐라 소 산호초 생태계를 제어 생물학적 매개 변수, 실험에 대한 상황 분석입니다.
본 연구는 완벽하게 통합 된 스위트 (을)를 적용하는 것이 첫 번째입니다FM F, SBFI과 CLSM 기법 증가 수심 외관상 건강한 산호의 반응을 추적한다. 이미지 .......
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공개 사항
저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
감사의 글
일리노이 대학교 어바나-샴페인(UIUC) 유전체생물학연구소(Institute for Genomic Biology)의 조직학자인 Donna Epps에게 시료 준비 및 절편에 대한 유능한 기술 지원을 제공해 주신 것에 감사드립니다. 이 작업은 Office of Naval Research(N00014-00-1-0609)에서 B.W. Fouke에게 연구 보조금으로 지원되었습니다. 또한 C.A.H. Miller는 UIUC 지질학과 Wanless Fellowship, UIUC 지질학과 Leighton 기금 및 UIUC 지질학과 Roscoe Jackson 현장 조사 기금으로부터 보조금을 받았습니다. 이 원고에 제시된 해석은 저자의 해석이며 반드시 보조금 수여 기관의 해석을 나타내는 것은 아닙니다. 또한 퀴라소에 있는 카리브해 생물다양성 연구 및 관리(Carmabi) 실험실의 산호 조직 생검 샘플 수집에 대한 지원과 협력에 감사드립니다. 유능한 언어 교정을 해준 IGB 미디어 커뮤니케이션 전문가인 Claudia Lutz에게 감사드립니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 산호 조직 골격 | 자연 서식지에서 2.5cm 생검 | ||
| Arch Punch Coring Device | C.S. Osborne and Company | No. 149 | 산호 생검 수집용 |
| 파라포름알데히드 | 전자 현미경 과학 | RT 15700 | 16% 사전 희석 |
| Histoclear/Safeclear II | 전자 현미경 과학 | RT 64111-04 | 크실렌, 탈수 및 탈파라핀화에 대한 무독성 대안 |
| 크실렌 및 에탄올 | 피셔 과학 | 탈수 | |
| 파라핀 왁스 | 리처드 앨런 사이언티픽 | 타입 H REF 8338 | 침투 용액 |
| Vybar | 캔들 메이커 | 레드 왁스 | |
| 스테아린 | 메이커 | 레드 왁스 | |
| 수단 IV | Fisher Chemical | S667-25 | 레드 왁스-불투명 배경 |
| 밀 배아 Agglutinin (WGA) | Life Technologies | W32466 | 라벨링용 산호 점액 |
| Prolong, Gold | Life Technologies | P36095 | 페이드 방지 마운팅 미디어 |
| 플루오로 접시 | 세계 정밀 기기 | FD-35-100 | 2 광자 이미징 |
| XY 모터, 드라이버 및 컨트롤러 | 용 Lin Engineering | 211-13-01R0, R325, R256-RO | XY 평행 이동 |
| 핫 플레이트 | 코닝 | DC-220 | 모든 왁스 |
| 녹이기컨벡션 오븐 | Yamato | DX-600 | 침투 및 임베딩 |
| 티슈 프로세서 | Leica | ASP 300 | 탈수, 침투 |
| 마이크로톰 | Leica | RM2055 | 일회용 칼 |
| 스테레오 현미경 | Carl Zeiss | Stereolumar V 12 | 1.5x(30mm WD) ApoTome |
| Carl Zeiss | 이 있는 대물 형광 현미경 | , ApoTome I 시스템 | 폴립의 얇은 부분 이미징 : Zooxanthellae |
| Axiocam 카메라 | Carl Zeiss | MRm | 흑백 카메라 1388x1040 픽셀 |
| Axiovision 소프트웨어 | Carl Zeiss | 버전 4.8 | 이미지 수집 프로그램 |
| 2 광자 레이저 | 분광 물리학 | Maitai eHP, 펄스 레이저 (70fs) | DeepSee 모듈 |
| 레이저 스캐닝 현미경 | Carl Zeiss 포함 | 스펙트럼 검출기가 있는 LSM 710 | 34채널 PMT 감지 |
| Zen 소프트웨어 | Carl Zeiss | 2010 이상 | 2광자 및 스펙트럼 이미지 획득 |
| Imaris Suite Software | Bitplane, Inc., | 버전 7.0 이상 | 3D 볼륨, 등면 렌더링, 시각화 |
참고문헌
- Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Stocker, T. F., Qin, D., Plattner, G. -K., Tignor, M., Allen, S. K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V., Midgley, P. M. , Cambridge University Press. 1535(2013).
- Buddemeir, R. W., Kleypas, J. A., Aronson, R. B.
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재인쇄 및 허가
