Het Lateral Root Inducible System (LRIS) maakt gelijktijdige inductie van laterale wortels mogelijk en wordt gepresenteerd voor Arabidopsis thaliana en maïs.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Laterale Root Induceerbare System in
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Laterale wortelontwikkeling draagt aanzienlijk bij aan het wortelsysteem en is daarom cruciaal voor plantengroei. De studie van laterale wortelinitiatie is echter moeizaam, omdat het slechts in enkele cellen binnen de wortel plaatsvindt en op een onvoorspelbare manier. Om dit probleem te omzeilen, is een Lateral Root Inducible System (LRIS) ontwikkeld. Door zaailingen achtereenvolgens te behandelen met een auxine transportremmer en een synthetische auxine, vindt een sterk gecontroleerde laterale wortelinitiatie synchronisch plaats in de primaire wortel, waardoor een overvloedige bemonstering van een gewenste ontwikkelingsfase mogelijk is. De LRIS is oorspronkelijk ontwikkeld voor Arabidopsis thaliana, maar kan ook op andere planten worden toegepast. Dienovereenkomstig is het aangepast voor gebruik in maïs (Zea mays). Er wordt een gedetailleerd overzicht gegeven van de verschillende stappen van de LRIS in beide planten. De combinatie van dit systeem met comparatieve transcriptomiek maakte het mogelijk om functionele homologen van Arabidopsis laterale wortelinitiatie genen in andere soorten te identificeren, zoals hier geïllustreerd voor het CYCLIN B1;1 (CYCB1;1) celcyclusgen in maïs. Ten slotte worden de principes die in aanmerking moeten worden genomen bij het ontwikkelen van een LRIS voor andere plantensoorten besproken.
Inleiding
Het wortelstelsel is cruciaal voor de groei van planten, omdat het zorgt voor verankering en opname van water en voedingsstoffen uit de bodem. Door de uitbreiding van een wortelstelsel berust voornamelijk op de productie van zijwortels, de initiatie en vorming zijn uitgebreid onderzocht. Zijwortels worden geïnitieerd in een bepaalde subgroep van pericycluscellen, de zogenaamde stichter cellen 1. In de meeste tweezaadlobbigen, zoals Arabidopsis thaliana, wordt deze cellen zich aan de protoxyleem polen 2, terwijl in eenzaadlobbigen zoals maïs, worden zij vinden in het floëem polen 3. Founder cellen worden gekenmerkt door een ve....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Arabidopsis LRIS Protocol
Opmerking: De tekst verwijst naar "kleine" of "grote" grootschalige experimenten. Kleinschalige experimenten, zoals marker line analyse en histologische kleuring 6, 14, vereisen slechts een paar voorbeelden. Grootschalige experimenten, zoals kwantitatieve real-time qRT-PCR, micro-arrays 11/09 of RNA sequentie, vereist een groter aantal monsters. Als zodanig een hoeveelheid van ~ 1000 zaailingen per monster werd door Vanneste et al. 11 microarray experiment voeren na wortel segment dissectie.
DAG 1
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Toepassing van de LRIS te presteren Vergelijkende Transcriptomics van de zijwortelinitiatie Process
Een toepassing van de LRIS de vergelijking en correlatie van genexpressieprofielen in laterale wortelvorming in verschillende soorten. Vergelijkende transcriptomics benadert maken van de mogelijkheid om orthologe genen die betrokken zijn in de laterale wortelontwikkeling proces in verschillende soorten lokaliser.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
In het Arabidopsis LRIS protocol, is het belangrijk om alleen de overdracht van de zaailingen die zijn gegroeid volledig in contact met de NPA-bevattend groeimedium. Dit zorgt ervoor dat zijwortelinitiatie geblokkeerd over de gehele wortellengte. Om te voorkomen verwonden plantjes tijdens de overdracht, kunnen de armen van de gebogen pincet worden aangesloten onder de zaadlobben van de zaailing. Bij overdracht, zorg ervoor dat de zaailing wortels liggen in voldoende contact met de NAA met agar medium. Dit kan w.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
De auteurs danken Davy Opdenacker voor technische assistentie en fotografie. We danken Dr. Annick Bleys enorm voor nuttige suggesties om het manuscript te verbeteren. Dit werk werd gefinancierd door het Interuniversitair Attractiepolen Programma IUAP P7/29 'MARS' van het Belgisch Federaal Wetenschapsbeleidskantoor, door de FWO-beurs G027313N en door de Agentschap voor Innovatie door Wetenschap en Technologie, IWT (IR).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| ARABIDOPSIS LRIS | |||
| Seeds | |||
| Arabidopsis seeds | Col-0 ecotype | ||
| Gas sterilisatie van zaden | |||
| micro-centrifugebuizen 1,5 ml | SIGMA-ALDRICH | 0030 125.215 | Eppendorf microtubes 3810X, PCR clean |
| micro-centrifugebuizen 2 ml | SIGMA-ALDRICH | 0030 120.094 | Eppendorf Safe-Lock microcentrifugebuizen |
| zoutzuur | Merck KGaA | 1,003,171,000 | 37% (rookloos) voor analyse EMSURE ACS,ISO,Reag. Ph Eu |
| glasdroogkast | SIGMA-ALDRICH | Pyrex | |
| glasbeker | |||
| plastic micro-centrifugebuizendoos of -houder | |||
| Bleeksterilisatie van zaden | |||
| ethanol | Chem-Lab nv | CL00.0505.1000 | Ethanol, abs. 100% a.r. verdunnen tot 70% |
| natriumhypochloriet (NaOCl) | Carl Roth | 9062.3 | 12% |
| Tween 20 | SIGMA-ALDRICH | P1379 | |
| steriel water | |||
| Groeimedium | |||
| Murashige en Skoog zoutmengsel | DUCHEFA Biochemie B.V. | M0221-0050 | |
| myo-inositol | SIGMA-ALDRICH | I5125-100G | |
| 2-(N-morfolino)ethaansulfonzuur (MES) | DUCHEFA Biochemie B.V. | M1503.0100 | |
| sucrose | VWR, Internation LLC | 27483.294 | D(+)-Sucrose Ph. Eur. |
| KOH | Merck KGaA | 1050211000 | pellets voor analyse (max. 0,002% Na) EMSURE ACS,ISO,Reag. Ph Eur |
| Plant Tissue Culture Agar | LabM Limited | MC029 | |
| Laterale wortelinductiechemicaliën | |||
| N-1-naftylftalamijnzuur (NPA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | No. N0926.0250 | 10 µM (Arabidopsis) |
| 1-naftaleenazijnzuur (NAA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | No. N0903.0050 | 10 µM (Arabidopsis) |
| dimethylsulfoxide (DMSO) | SIGMA-ALDRICH | 494429-1L | |
| Een gaas maken voor overdracht | |||
| nylon gaas | Prosep byba | Synthetisch nylon gaas 20 µm | |
| Zaaien en zaailingverwerking | |||
| vierkante petrischalen | GOSSELIN | BP124-05 | 12 x 12 cm |
| 50 ml DURAN-buizen | SIGMA-ALDRICH | CLS430304 | Corning 50 ml centrifugebuizen |
| drigalski | Carl Roth | K732.1 | |
| pipet | |||
| gesneden pipettips | Daslab | 162001X | Universeel 200, 5 mm van de punt afsnijden voordat ze worden geautoclaveerd |
| ademende tape | 3M Deutschland GmbH | cat. no. 1530-1 | |
| pincet | Fiers nv/sa | K342.1; K344.1 | Dumont pincet type a nr 5; Dumont pincet type e nr 7 |
| Groeicondities | |||
| groeikamer | 21 °C, continu licht | ||
| Materiaal | Bedrijf | Catalogus | Opmerkingen |
| MAIZE LRIS | |||
| Seeds | |||
| Maïskorrels | B-73 | ||
| Bleeksterilisatie van korrels | |||
| glasbeker | |||
| magnetische roerder | Fiers nv/sa | C267.1 | |
| natriumhypochloriet (NaOCl) | Carl Roth | 9062.3 | 12% |
| steriel water | |||
| Laterale wortelinductiechemicaliën | |||
| N-1-naftylftalamijnzuur (NPA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | No. N0926.0250 | 50 µM (maïs primaire wortel), 25 µM (maïs adventieve wortel) |
| 1-naftaleenazijnzuur (NAA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | No. N0903.0050 | 50 µM (maïs) |
| dimethylsulfoxide (DMSO) | SIGMA-ALDRICH | 494429-1L | |
| Zaaien en zaailingverwerking | |||
| papieren handdoeken | Kimberly-Clark Professional* | 6681 | SCOTT Handdoeken - Rol / Wit; velformaat (24 x 46 cm) |
| zaadkiemingspapier | Anchor Paper Company | 10 X 15 38# zaadkiemingspapier | |
| pincet | Fiers nv/sa | K342.1; K344.1 | Dumont pincet type a nr 5; Dumont pincet type e nr 7 |
| 250 ml (centrifuge) buizen | SCHOTT DURAN | 2160136 | ca. 5,6 cm diameter en 14,7 cm hoogte |
| 700 ml buizen | DURAN GROUP | 213994609 | cilinders, ronde voetbuis, D 60 x 250 |
| rek | voor maïsbuizen, zelfgemaakt | ||
| steriel water | |||
| Groeicondities | |||
| groeikabinet | 27 °C |
Referenties
- Van Norman, J. M., Xuan, W., Beeckman, T., Benfey, P. N. To branch or not to branch: the role of pre-patterning in lateral root formation. Development. 140, 4301-4310 (2013).
- Dolan, L., et al. Cellular organisation of the Arabidopsis thaliana root. Development.....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
