In bloeiende planten, de oprichting van reproductieve geslachten begint met de differentiatie van SMC, MMC vrouwelijke en mannelijke microspore moeder cel. De MMC ontwikkelt zich uit een sub-epidermale nucellar cel aan het distale uiteinde van de eicel primordium, en de microspore moeder cel ontwikkelt zich vanuit sporogenous weefsel in de helmknop locule, die zich diep in de bloemen organen 1. SMC ondergaan meiose tot haploïde sporen, die vervolgens leidt tot de gametofyten bij mitose produceren. Het vrouwtje gametofyt of embryozak, bestaat uit een eicel, een centrale cel, twee synergiden en drie antipodals. De mannelijke gametofyt, of pollen, bestaat uit een vegetatieve cel en twee spermacellen. Terwijl de mannelijke gametofyt blijft een relatief toegankelijke object-van-studie, wordt de vrouwelijke gametofyt ingebed in de eicel, zelf ingesloten in de bloem carpel, en vormt daarmee specifieke uitdagingen aan moleculaire en cytologische analyses. Onlangs echter, laser-geassisteerdemicrodissection bood een elegante oplossing waarmee transcriptomische analyseert in het MMC en vrouwelijke gametofytische cellen 2-4. Naast kandidaat genexpressie-analyses, met behulp van bijvoorbeeld RNA in situ hybridisatie of reportergen assays, cytologische analyses maakt het onderzoek naar de dynamiek van endogene cellulaire componenten met behulp van specifieke, directe cellulaire kleuring of indirecte immunostaining. Bijzonder, cytogenetische kleuring met behulp van FISH en DNA-kleuring, samen met immunokleuring van chromatine modificaties of chromatine onderdelen staan centraal benaderingen van de dynamiek van chromatine en nucleaire organisatie te ontrafelen in Arabidopsis 5. Typisch, meiose houdt specifiek chromosoom dynamiek die is goed bestudeerd in plantencellen mannelijke meiocytes 6,7; verdere grootschalige, cel-specifieke chromatine reorganisatie, waarschijnlijk als gevolg van dynamische epigenetische herprogrammering is beschreven tijdens pollenontwikkeling 8-10. Daarentegen, als gevolgde relatieve ontoegankelijkheid van vrouwelijke meiocyte en gametophyte, deze onderzoeken blijven technisch moeilijk toe te passen en vereisen vaak snijden of handmatige dissectie en enzymatische digestie (zie hieronder). Daarnaast is het heersende gebrek aan optische helderheid in whole-mount is een belemmering voor hoge-resolutie beeldvorming van geslachtscellen in intacte eitjes.
Een klassieke methode voor cytologische analyse van chromosoom organisatie in zijn geheel-mount ovules gebruikt Feulgen's kleuring 11-13. Het gaat zure hydrolyse (met hypochloorzuur) van het DNA waardoor eiwitdenaturatie en daarmee veroorzaakt vernietiging van de chromatinestructuur. Als alternatief kan chromosoom organisatie in vrouwelijke meiocytes en gametophytic cellen worden waargenomen met behulp van DAPI kleuring en immunostaining op semi-dunne secties of ontleed embryozakken en MMC (zie bijvoorbeeld 14-18). Het is echter duidelijk, handleiding dissectie en snijden kan arbeidsintensief zijn enbelemmert de kwalitatieve en kwantitatieve analyse van een groot aantal epitopen chromatine.
Hier geven we een efficiënt protocol voor een groot aantal Arabidopsis eicellen geschikt voor een verscheidenheid van downstream cytologische kleuring in whole-mount te bereiden. In het kort, zijn bloemknoppen geïncubeerd in een fixeeroplossing, zijn rijen eitjes ontleed uit de carpel en ingebed in acrylamide op dia zoals voor pollen meiocytes 19,20. De ingesloten ovules verder verwijderd en gefixeerd in methanol, ethanol en xyleen voor celwand spijsvertering en permeabilisatie. Mogelijke variaties van deze stappen worden besproken. De monsters kunnen vervolgens worden gebruikt voor DNA-kleuring, immunokleuring en FISH. De bereiding modus is efficiënt en maakt parallelle proefopstelling (maximaal 16 objectglaasjes kunnen worden bereid in een dag voor verschillende stroomafwaartse analyse). De beschreven behandelingen mogelijk te maken homogeen signalen in whole-mount en goed bewaard gebleven histologische, cellulair,en nucleaire organisatie in geslachtscellen en de omliggende nucellar cellen die kwalitatieve en kwantitatieve vergelijkingen tussen celtypen profiteren. Gekalibreerd, CLSM-based high-resolution imaging gevolgd door 3-dimensionale reconstructie maakt zinvolle kwantitatieve metingen van fluorescerende signalen. Wij hebben met succes gebruik gemaakt van deze procedure om de dynamiek van chromatine te analyseren in de differentiërende MMC-21 en het ontwikkelen van vrouwelijke gametofyt 22; We presenteren hier representatieve resultaten van heterochromatin analyse, chromatine immunostaining, GFP immunostaining en FISH in hele-mount eitjes. Verder geloven wij dat ons protocol geschikt voor andere plantaardige weefsels en soorten zullen zijn.