Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Een flexibele goedkope hydrocultuur systeem voor de beoordeling van de Plant reacties op kleine moleculen onder steriele omstandigheden

10.9K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/57800

⸱

25 augustus 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Brazilian Bioethanol Science and Technology Laboratory (CTBE), Brazilian Center for Research in energy and materials (CNPEM), 2University of Campinas (UNICAMP), 3University of Viçosa (UFV), 4CTBE, CNPEM, 5Brazilian Bioethanol Science and Technology Laboratory (CTBE/CNPEM), Max Planck Partner Group

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Een eenvoudige, veelzijdige en goedkope in vitro hydrocultuur systeem werd met succes geoptimaliseerd, inschakelen van grootschalige experimenten onder steriele omstandigheden. Dit systeem vergemakkelijkt de toepassing van chemische stoffen in een oplossing en hun efficiënte absorptie door wortels voor moleculaire, biochemische en fysiologische studies.

Samenvatting

Een breed scala van studies in plantenbiologie zijn uitgevoerd met behulp van hydrocultuur culturen. In dit werk, wordt een in vitro hydrocultuur groei systeem ontworpen voor de beoordeling van de plant reacties op chemische stoffen en andere stoffen van belang gepresenteerd. Dit systeem is zeer efficiënte bij het verkrijgen van homogene en gezond pootgoed voor de C3 en C4 model soorten Arabidopsis thaliana en Setaria viridis, respectievelijk. De steriele teelt vermijdt algen en micro-organismen verontreiniging, waarvan bekend is dat beperkende factoren voor de normale groei van planten en de ontwikkeling in hydrocultuur. Bovendien is dit systeem schaalbaar, waardoor de oogst van plantaardig materiaal op grote schaal met kleine mechanische schade, evenals de oogst van afzonderlijke delen van een plant indien gewenst. Een gedetailleerd protocol aan te tonen dat dit systeem een eenvoudige en goedkope assemblage heeft, aangezien het pipet rekken als het belangrijkste platform gebruikt voor de teelt van planten, wordt verstrekt. De haalbaarheid van dit systeem werd gevalideerd met behulp van Arabidopsis zaailingen te beoordelen van het effect van de drug AZD-8055, een chemische inhibitor van het streefcijfer van rapamycin (TOR) kinase. TOR remming ontdekt efficiënt zo spoedig 30 min na de behandeling van een AZD-8055 in roots en shoots. Bovendien weergegeven AZD-8055-behandelde planten het verwachte zetmeel-overmaat fenotype. We voorgesteld dit hydrocultuur systeem als een ideale methode voor onderzoekers van de plant gericht op het controleren van de actie van de fabriek inductoren of remmers, evenals evalueren van metabole fluxen met behulp van isotopen-labeling verbindingen waarvoor, in het algemeen, het gebruik van dure reagentia.

Inleiding

De voordelen van groeiende planten met behulp van hydrocultuur hebben algemeen erkend in de productie van grote uniforme planten en reproduceerbare experimenten1,2,3inschakelen. In dit systeem kan de compositie van de voedselkwaliiteit oplossing naar behoren wordt gecontroleerd en gerecycleerd langs alle stadia van plantengroei en ontwikkeling. Wortels zijn bovendien niet onderworpen aan de abiotische stress, zoals kan gebeuren in de bodem geteelde planten, zoals nutriënten honger en water deficiëntie4. Als planten gekweekt hydrocultuur aanwezig morfologische en fysiologische eigenschappen redelijk vergelijkbaar met degene die worden gekweekt in de bodem, dit systeem is in grote lijnen nog werkzaam zijn in onderzoek omdat het mogelijk de monitoring van wortel/schieten groei en hun oogsten maakt zonder verwondingen2,5.

Te wijten aan de mogelijkheid van het wijzigen van de samenstelling en de concentratie van de voedselkwaliiteit oplossing, is het meeste onderzoek met behulp van hydrocultuur voorwaarden verricht karakteriseren van de functies voor micro- en macronutriënten1,3 ,6,7,8. Nochtans, heeft dit systeem bleek zeer nuttig zijn voor een breed scala aan toepassingen in plantenbiologie, zodanig ophelderen van de functies van hormonen en chemische stoffen in planten. Bijvoorbeeld, de ontdekking van strigolactones als een nieuwe klasse van hormonen9 en het fenotype van de versnelde groei veroorzaakt door brassinosteroïde toepassing10 werden uitgevoerd onder hydrocultuur voorwaarden. Bovendien maakt dit systeem experimenten met gelabelde isotopen (b.v., 14N /15N en 13CO2)11,12 te evalueren hun opneming in de eiwitten en metabolieten door de Spectrometrie van de massa.

Gezien het belang van dit systeem in plantenonderzoek, een groot aantal hydrocultuur culturen is ontwikkeld in de afgelopen jaren, met inbegrip van systemen die gebruikmaken van (i) de overdracht van zaailingen uit platen met hydrocultuur containers3, 13; (ii) rockwool dat beperkt de toegang tot de vroege stadia van wortel ontwikkeling2,14,15; (iii) polyethyleen granulaat als het zwevende lichaam, waardoor de homogene toepassing van kleine moleculen/behandelingen moeilijk16; of (iv) een verminderd aantal planten9,17. Het volume van hydrocultuur tanks beschreven in veel van deze protocollen zijn meestal grote (kleine hoeveelheden variërend van 1-5 L, maximaal 32 L)18, waardoor de toepassing van chemische stoffen extreem duur. Hoewel weinig studies een hydrocultuur teelt onder aseptische condities8,beschrijven is19, de vergadering van het systeem meestal heel moeizaam, bestaande uit de perfecte aanpassing van nylon mazen in plastic of glas containers5,8,17,20.

Vanwege het belang van Arabidopsis thaliana als een model-plant, werden de meerderheid van hydrocultuur systemen ontworpen voor dit soort1,2,8,14,18, 19 , 20. niettemin, er zijn een paar studies rapportagefuncties de hydrocultuur groei van andere plantensoorten met een voorbehandeling van zaden ter verbetering van hun kiemkracht en synchronisatie tarieven in vitro8,16 . Om te kunnen werken op grote schaal, ontwikkelden we een protocol voor het opzetten van een eenvoudige en goedkope hydrocultuur onderhoudssysteem waarmee steriele omstandigheden voor de teelt van planten, met inbegrip van A. thaliana en andere soorten, zoals het gras Setaria viridis. De hier beschreven methode is geschikt voor verschillende experimenten, zoals de zaailing groei kan worden gemaximaliseerd, gesynchroniseerd en gemakkelijk gecontroleerd. Bovendien, dit systeem heeft vele voordelen als: (i) de montage is eenvoudig en de componenten ervan kunnen worden hergebruikt; (ii) hierdoor de gemakkelijke toepassing van verschillende chemische stoffen in de vloeistof; (iii) de zaailingen ontkiemen en groeien rechtstreeks in het kweekmedium zonder de behoefte aan overdracht aan de hydrocultuur systeem; (iv) de shoot en wortel ontwikkeling/groei nauw kunnen worden gecontroleerd en de zaailingen worden geoogst zonder schade; en (v) het maakt het mogelijk om te werken op grote schaal, behoud van fysiologische toestanden.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. bereiding van de voedingsbodems voor vloeibare en vaste

  1. Bereiden van een opgietvloeistof halve sterkte Murashige en Skoog (MS) medium met vitaminen [0,0125 mg/L cobalt(II) chloride pentahydraat 0,0125 mg/L copper(II) sulfaat, pentahydraat, 18.35 mg/L ethyleendiaminetetraacetaat ijzer(III) natrium, 3,10 mg/L Boorzuur, kaliumjodide, 8.45 mg/L van mangaan 0.415 mg/L sulfaat monohydraat, 0,125 mg/L natrium natriummolybdaat (dihydraat) p.a., 4.30 mg/L Zinksulfaat-heptahydraat, 166.01 mg/L calcium chloride, 85 mg/L fosfaat kalium kaliumdiwaterstoffosfaat p.a. in water, 950 mg/L kaliumnitraat 90.27 mg/L magnesium-sulfaat, 825 mg/L van ammoniumnitraat, 1 mg/L van glycine, 50 mg/L myo-inositol, nicotinezuur 0,25 mg/L, 0,25 mg/L Pyridoxinehydrochloride en 0,05 mg/L van thiamine hydrochloride] aangevuld met 0,25 g/L MES, en breng de pH op 5.8 met 10 M KOH.
  2. Voeg 10 g/L agar te maken een halve sterkte MS-solide medium. Autoclaaf het medium bij 121 ° C gedurende 20 min vóór gebruik.

2. hydrocultuur systeem montage

Opmerking: Deze stappen moeten worden gevolgd zorgvuldig om te bouwen van de hydrocultuur systeem.

  1. Materiële sterilisatie
    1. Pak in de zak van de autoclaaf de pipet tip rekken (zonder covers) die wordt gebruikt als minitanks. Autoclaaf de rekken bij 121 ° C gedurende 20 min, 15 psi.
      Opmerking: Het polypropyleen pipette uiteinde rek we gebruikten had de volgende afmetingen: 120 mm (lengte) x 89 mm (breedte) x 55 mm (hoogte). De pipet tip vlakke ondergrond moet beschikken over een gebied voor de toevoeging van kweekmedium. Andere tip rekken kunnen worden gebruikt (Zie Tabel van materialen).
      Opmerking: Tijdens de procedure van de vergadering van de hydrocultuur systeem is het gebruik van een laminaire flow-kap, die moet worden gereinigd en ontsmet met 70% ethanol vóór gebruik noodzakelijk. De experimentator moet dragen een laboratoriumjas, hun handen wassen en een blootgestelde huid en ontsmetten met 70% ethanol. Handschoenen zijn optioneel, behalve voor de toepassing van de drug.
    2. Reinig alle bovenstaande (wegwerp plastic dozen, plakband, pipetten, schaar en pincet) met 70% ethanol alvorens de laminaire flow hood accessoires. Als de kap toestaat, schakelt het UV-licht gedurende 10 minuten voorafgaand aan de montage van de hydrocultuur systeem om te houden van het werkgebied ontsmet.
  2. Minitank montage
    1. Het zegel van de bovenkant van het uiteinde van de pipet plat met plakband (figuur 1B). Indien mogelijk, laat het onder UV-licht voor 10 min.
    2. Voeg 180 µL van gesmolten solide MS kweekmedium (veel te warm) aan elke goed met een meerkanaalspipet (Figuur 1 c).
      Opmerking: Bij de voorbereiding veel tanks, gebruik een kookplaat om te voorkomen dat het MS medium stollen.
    3. Het toestaan van het medium te stollen volledig (voor ongeveer 30 min).
      Opmerking: Tijdens de periode van de stolling, het UV-licht kan worden ingeschakeld.
    4. Vul het pipet tip rack compleet met vloeibare MS kweekmedium (Figuur 1 d) en zorgen er nauw contact tussen de vaste en de vloeibare media.
    5. Verwijderen van de lijm-tapes van de hogere oppervlakte van de pipet tip plat en past op de pijnbank zorgvuldig. De hydrocultuur systeem is nu klaar om te ontvangen van de gesteriliseerde zaden.

3. zaad sterilisatie

  1. 500 Arabidopsis zaden in een 1,5 mL microtube plaatsen. Gebruik zo veel slangen als nodig volgens het aantal planten die nodig zijn voor het experiment.
  2. Wassen van de zaden met 70% ethanol gedurende 2 minuten met een zachte agitatie. Laat de zaden settelen en deze vervolgens verwijdert de ethanol zorgvuldig.
  3. Voeg 1 mL van een 10% natriumhypochloriet-oplossing met 2 µL van een Polysorbaat 20 detergens. Agitate de oplossing voor 5 min. verwijderen de oplossing zorgvuldig.
  4. Spoel de zaden met steriel gedistilleerd water totdat al het bleekmiddel residu volledig is verwijderd (ongeveer 5 x).
    Opmerking: Na de oppervlakte sterilisatie, de zaden werden ondergedompeld in steriel gedistilleerd water en gelaagde bij 4 ° C in het donker voor 5 d voor het synchroniseren van de kiemkracht.
    Opmerking: Zaden van Setaria viridis (toetreding A10.1) werden gepreïncubeerd in geconcentreerd zwavelzuur gedurende 15 minuten (te breken de fysieke ruststadia), grondig gewassen in steriel gedistilleerd water en vervolgens disinfested met een 5% natriumhypochloriet-oplossing die 0,1% Polysorbaat 20 voor 5 min met een zachte agitatie21bevatten. De resterende stappen van de sterilisatie waren identiek aan die welke beschreven voor Arabidopsis zaden.

4. zaad toepassing

  1. Gesneden enigszins het uiteinde van een 200 µL tip met behulp van een steriel scalpel.
  2. Pipetteer de zaden van Arabidopsis in de solide kweekmedium op de hogere oppervlakte van de Pipet van platte tip. Zorg dat het medium doet niet los van de flat; anders, de zaden zullen grijs en de zaailingen zal niet goed groeien (figuur 1E).
    Opmerking: Gebruik een steriel pincet voor Setaria zaden (met het embryo opwaartse gepositioneerd).
  3. Opslaan minitanks zoveel mogelijk binnen een wegwerp plastic doos houden de omgeving vrij van micro-organismen (figuur 1F) te handhaven van een hoge luchtvochtigheid.
  4. Verzegel de wegwerp plastic doos grondig met behulp van plakband om verontreiniging te voorkomen.
  5. Plaats de hydrocultuur systemen in een kamer van de groei met de voorwaarden van de juiste groei voor de plant van belang.
    Opmerking: In dit werk, werden de volgende omstandigheden gebruikt: 75% van vochtigheid en 150 µmol m-2 s-1 van de bestralingssterkte en Equinoctiael voorwaarden van 12 h licht (21 ° C) / 12u donker (19 ° C) Arabidopsisof 300 µmol m-2 s-1 voor bestralingssterkte en 12 h licht (28 ° C) / 12u donker (25 ° C) voor Setaria (figuur 1G en 1 H).

5. valideren het gebruik van deze hydrocultuur systeem voor de remming van het doel van Rapamycin Kinase

Opmerking: Deze hydrocultuur systeem werd oorspronkelijk ontwikkeld om het beheer van chemische stoffen voor de planten, die in het algemeen, zijn erg duur worden toegepast in grootschalige experimenten. Als een bewijs van concept werkte de ATP-concurrerende remmer AZD-8055, waarvan bekend is dat de ATP-binding site van de TOR proteïne kinase22specifiek te richten, te volgen van de onderdrukking van TOR activiteit in zaailingen van A. thaliana Columbia-0) De Nottingham Arabidopsis voorraad centrum, de NASC-ID: N22681). Het gebruikte protocol is hier, kort beschreven.

  1. Groeien zaden hydrocultuur totdat fase 1.04 volgens de BBCH schaal23 (voor ongeveer 11 d) onder de klimatologische omstandigheden zoals hierboven beschreven. Vervangen van de voedingsoplossing, hetzij met het verse medium met 0,05% DMSO (control), 2 µM AZD-8055 (TOR-remmer) verdund in DMSO, of zonder behandeling (mock), aan het einde van de nacht (nl).
  2. Oogst van sommige zaailingen op verschillende tijdstippen na de behandeling en ze scheiden in roots en shoots. Bevriezen van de monsters in vloeibare stikstof, ze vermalen tot een fijn poeder in een robotachtige slijper (Zie Tabel of Materials), en het poeder bij-80 ° C bewaren tot gebruik.
  3. Immunoblot tegen gefosforyleerd en niet-phosphorylated vormen van 40S ribosomal eiwit S6 (RPS6) volgens Dobrenel et al. 24.
  4. Bleekmiddel intact zaailingen voor monster depigmentatie, was ze in gedistilleerd water dompelen hen in een jodiumoplossing voor 5 min25en fotograferen van de zaailingen in een stereomicroscoop (0.63 X 7,5 x omvang, doelstelling en 20 x onderlinge aanpassing) voor een kwalitatieve beoordeling van het zetmeelgehalte.
  5. Het zetmeel na de enzymatische afbraak en de waardering van de vrijgegeven glucose spectrophotometrically door het te koppelen aan de vermindering van NADP+ aan NADPH26,27te kwantificeren.
  6. Uitvoeren van een totale extractie van RNA, cDNA synthese en kwantitatieve RT-PCR-testen zoals beschreven door Caldana et al. 28 tot en met het niveau van de expressie van genen aan verschillende soorten benadrukt gerelateerde te evalueren.
  7. Optioneel, groeien zaailingen op een tuinbouw substraat in kunststof potten met een capaciteit van 0,1 L onder vergelijkbare klimatologische omstandigheden [60% luchtvochtigheid, 150 µmol m-2 s-1 van bestralingssterkte, Equinoctiael van 12 h licht (21 ° C) / 12u donker (19 ° C )] om te vergelijken met de zaailingen hydrocultuur gegroeid.
    Opmerking: De doelgenen gebruikt voor het testen van gen expressie werden ABF3 (At4g34000), ASN1 (At3g47340), en TPS5 (At4g17770), en hun niveaus van de expressie waren genormaliseerd dienst van de delta-Ct methode29 met behulp van ACT2 (At3g18780) of PDF2 (At4g04890) als de interne verwijzing genen, ervan uitgaande dat 100% van de PCR-amplificatie efficiëntie over alle monsters. De oligonucleotide-paren die worden gebruikt voor de kwantitatieve PCR waren: ABF3 (GTTCTCAACCTGCAACACAGTGC; TCCAGGAGATACTGCTGCAACC), ASN1 (AGGTGCGGACGAGATCTTTG; GTGAAGAGCCTTGATCTTGC), TPS5 (CTGCTCTGATGCTCCTTCTTCC; AAGCTGGTTTCCAACGATGATG), ACT2 (CGTACAACCGGTATTGTGCTGG; CTCTCTCTGTAAGGATCTTCATG), en PDF2 (TAACGTGGCCAAAATGATGC; GTTCTCCACAACCGCTTGGT).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

De TOR-kinase is een belangrijke regulator dat integreert voedingsstoffen en energie signalering ter bevordering van celproliferatie en groei in alle eukaryoten. Inspanningen om te verhelderen TOR functies in planten omvatten de generatie van Arabidopsis transgene lijnen met TOR voorwaardelijke repressie door middel van RNA-interferentie of kunstmatige microRNA28,30,31, gegeven het embry...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Deze geoptimaliseerde hydrocultuur structuur maakt het mogelijk de succesvolle in vitro cultuur van planten. Zaden ontkiemen goed op de solide medium op de pipet tip plat oppervlak, een aanzienlijke winst in vergelijking met systemen waar zaden doorweekt met de voedingsoplossing zijn. Een groot voordeel van dit systeem is dat tijdens de ontwikkeling van zaailing, wortels rechtstreeks contact met de vloeistof zonder de behoefte aan overdracht krijgen. Bovendien, chemische behandeling kan gemakkelijk worden toegep...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit werk werd gesteund door de São Paulo Research Foundation (FAPESP; Verlenen van 12/19561-0) en de Max-Planck-Gesellschaft. Elias F. Araújo (FAPEMIG 14/30594), Carolina C. Monte-Bello (FAPESP; Grant 14/10407-3), Valéria Mafra (FAPESP; Grant 14/07918-6), en Viviane C. H. da Silva (CAPES/CNPEM 24/2013) zijn dankbaar voor de beurzen. De auteurs bedanken Christian Meyer van het Institut Jean Pierre Bourgin (INRA, Versailles, Frankrijk) royaal voorzien van antilichamen tegen RPS6. De auteurs bedanken RTV UNICAMP en Ed Paulo Aparecido de Souza Manoel voor hun technische ondersteuning tijdens het geluid opnemen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
EthanolMerck100983
NatriumhypochlorietoplossingSigma-Aldrich425044
Polysorbaat 20  Sigma-AldrichP2287
Murashige en Skoog (MS) medium inclusief vitaminen Duchefa BiochemieM0222
2-(N-morfolino)etaansulfonzuur (MES) monohydraatDuchefa BiochemieM1503
Agar Sigma-AldrichA7921
KaliumhydroxideSigma-Aldrich484016
Laminaire stroomkapTelstarBH-100
HeetplaatARECF20510011
KweekkamerWeiss TechnikHGC 1514
Glazen Petrischaal (150 mm x 25 mm)Uniglass189.006
200 μL pipettip racks KasviK8-200-5 *
300 μL multikanaalspipetEppendorf3122000060
300 μL pipettipsEppendorf30073088
200 μL pipet Eppendorf3120000054
200 μL pipettipsEppendorf30000870
SchaarTramontina25912/108
PincetABC Instrumentos702915
SchelpbladSigma-AldrichS2771
Zelfklevend transparant plakband (45mm x 50m)Scotch 3M5803
Weggeef plastic dozen, buitenafmetingen: 353 mm (L) x 178 mm (B) x 121mm (H)Maxipac32771

Referenties

  1. Conn, S. J., et al. Protocol: Optimising hydroponic growth systems for nutritional and physiological analysis of Arabidopsis thaliana and other plants. Plant Methods. 9, 4(2013).
  2. Gibeaut, D. M., Hulett, J., Cramer, G. R., Seemann, J. R. Maximal Biomass of Arabidopsis thaliana Using a Simple, Low-Maintenance Hydroponic Method and Favorable Environmental Conditions. Plant Physiology. 115, 317-319 (1997).
  3. Nguyen, N. T., McInturf, S. A., Mendoza-Cózatl, D. G. Hydroponics: A Versatile System to Study Nutrient Allocation and Plant Responses to Nutrient Availability and Exposure to Toxic Elements. Journal of Visualized Experiments. (113), e54317(2016).
  4. Koevoets, I. T., Venema, J. H., Elzenga, J. T. M., Testerink, C. Roots Withstanding their Environment: Exploiting Root System Architecture Responses to Abiotic Stress to Improve Crop Tolerance. Frontiers in Plant Science. 7, 1335(2016).
  5. Arteca, R. N., Arteca, J. M. A novel method for growing Arabidopsis thaliana plants hydroponically. Physiologia Plantarum. 108, 188-193 (2000).
  6. Wang, R., Okamoto, M., Xing, X., Crawford, N. M. Microarray analysis of the nitrate response in Arabidopsis roots and shoots reveals over 1,000 rapidly responding genes and new linkages to glucose, trehalose-6-phosphate, iron, and sulfate metabolism. Plant Physiology. 132, 556-567 (2003).
  7. Hirai, M. Y., et al. Integration of transcriptomics and metabolomics for understanding of global responses to nutritional stresses in Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101, 10205-10210 (2004).
  8. Alatorre-Cobos, F., et al. An improved, low-cost, hydroponic system for growing Arabidopsis and other plant species under aseptic conditions. BMC Plant Biology. 14, 69(2014).
  9. Umehara, M., et al. Inhibition of shoot branching by new terpenoid plant hormones. Nature. 455, 195-200 (2008).
  10. Arteca, J. M., Arteca, R. N. Brassinosteroid-induced exaggerated growth in hydroponically grown Arabidopsis plants. Physiologia Plantarum. 112, 104-112 (2001).
  11. Bindschedler, L. V., Palmblad, M., Cramer, R. Hydroponic isotope labelling of entire plants (HILEP) for quantitative plant proteomics; an oxidative stress case study. Phytochemistry. 69, 1962-1972 (2008).
  12. Huege, J., et al. GC-EI-TOF-MS analysis of in vivo carbon-partitioning into soluble metabolite pools of higher plants by monitoring isotope dilution after 13CO2 labelling. Phytochemistry. 68, 2258-2272 (2007).
  13. Berezin, I., Elazar, M., Gaash, R., Avramov-Mor, M., Shaul, O. The Use of Hydroponic Growth Systems to Study the Root and Shoot Ionome of Arabidopsis thaliana. Hydroponics: A Standard Methodology for Plant Biological Researches. Asao, T. , InTechOpen. 135-152 (2012).
  14. Smeets, K., et al. Critical evaluation and statistical validation of a hydroponic culture system for Arabidopsis thaliana. Plant Physiology and Biochemistry. 46, 212-218 (2008).
  15. Huttner, D., Bar-zvi, D. An improved, simple, hydroponic method for growing Arabidopsis thaliana. Plant Molecular Biology Reporter. 21, 59-63 (2003).
  16. Battke, F., Schramel, P., Ernst, D. A novel method for in vitro culture of plants: Cultivation of barley in a floating hydroponic system. Plant Molecular Biology Reporter. 21, 405-409 (2003).
  17. Negi, M., Sanagala, R., Rai, V., Jain, A. Deciphering Phosphate Deficiency-Mediated Temporal Effects on Different Root Traits in Rice Grown in a Modified Hydroponic System. Frontiers in Plant Science. 7, 550(2016).
  18. Tocquin, P., et al. A novel high efficiency, low maintenance, hydroponic system for synchronous growth and flowering of Arabidopsis thaliana. BMC Plant Biology. 3, 2(2003).
  19. Schlesier, B., Bréton, F., Mock, H. P. A hydroponic culture system for growing Arabidopsis thaliana plantlets under sterile conditions. Plant Molecular Biology Reporter. 21, 449-456 (2003).
  20. Norén, H., Svensson, P., Andersson, B. A convenient and versatile hydroponic cultivation system for Arabidopsis thaliana. Physiologia Plantarum. 121, 343-348 (2004).
  21. Martins, P. K., Ribeiro, A. P., da Cunha, B. A. D. B., Kobayashi, A. K., Molinari, H. B. C. A simple and highly efficient Agrobacterium-mediated transformation protocol for Setaria viridis. Biotechnology Reports. 6, 41-44 (2015).
  22. Montané, M. H., Menand, B. ATP-competitive mTOR kinase inhibitors delay plant growth by triggering early differentiation of meristematic cells but no developmental patterning change. Journal of Experimental Botany. 64, 4361-4374 (2013).
  23. Boyes, D. C., et al. Growth stage-based phenotypic analysis of Arabidopsis: a model for high throughput functional genomics in plants. The Plant Cell. 13, 1499-1510 (2001).
  24. Dobrenel, T., et al. The Arabidopsis TOR Kinase Specifically Regulates the Expression of Nuclear Genes Coding for Plastidic. Frontiers in Plant Science. 7, 1611(2016).
  25. Lunn, J. E., Furbank, R. T. Localisation of sucrose-phosphate synthase and starch in leaves of C4 plants. Planta. 202, 106-111 (1997).
  26. Hendriks, J. H. M., Kolbe, A., Gibon, Y., Stitt, M., Geigenberger, P. ADP-Glucose Pyrophosphorylase Is Activated by Posttranslational Redox-Modification in Response to Light and to Sugars in Leaves of Arabidopsis and Other Plant Species. Plant Physiology. 133, 838-849 (2003).
  27. Stitt, M., Lilley, R. M., Gerhardt, R., Heldt, H. W. Metabolite levels in specific cells and subcellular compartments of plant leaves. Methods in Enzymology. Fleischer, S., Fleischer, B. 174, Academic Press. Amsterdam, The Netherlands. 518-552 (1989).
  28. Caldana, C., et al. Systemic analysis of inducible target of rapamycin mutants reveal a general metabolic switch controlling growth in Arabidopsis thaliana. The Plant Journal. 73, 897-909 (2013).
  29. Livak, K. J., Schmittgen, T. D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCT method. Methods. 25, 402-408 (2001).
  30. Dobrenel, T., et al. Sugar metabolism and the plant target of rapamycin kinase: a sweet operaTOR? Frontiers in Plant Science. 4, 93(2013).
  31. Moreau, M., et al. Mutations in the Arabidopsis homolog of LST8/GβL, a partner of the target of Rapamycin kinase, impair plant growth, flowering, and metabolic adaptation to long days. The Plant Cell. 24, 463-481 (2012).
  32. Deprost, D., et al. The Arabidopsis TOR kinase links plant growth, yield, stress resistance and mRNA translation. EMBO Reports. 8, 864-870 (2007).
  33. Menand, B., et al. Expression and disruption of the Arabidopsis TOR (target of rapamycin) gene. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99, 6422-6427 (2002).
  34. Mahfouz, M. M., Kim, S., Delauney, A. J., Verma, D. P. Arabidopsis TARGET OF RAPAMYCIN Interacts with RAPTOR, Which Regulates the Activity of S6 Kinase in Response to Osmotic Stress Signals. The Plant Cell. 18, 477-490 (2006).
  35. Zhang, R., et al. ScFKBP12 bridges rapamycin and AtTOR in Arabidopsis. Plant Signaling & Behavior. 8, e26115(2013).
  36. Schepetilnikov, M., et al. TOR and S6K1 promote translation reinitiation of uORF-containing mRNAs via phosphorylation of eIF3h. The EMBO Journal. 32, 1087-1102 (2013).
  37. Schepetilnikov, M., et al. Viral factor TAV recruits TOR/S6K1 signalling to activate reinitiation after long ORF translation. The EMBO Journal. 30, 1343-1356 (2011).
  38. Xiong, Y., et al. Glucose-TOR signalling reprograms the transcriptome and activates meristems. Nature. 496, 181-186 (2013).
  39. Creff, A., Sormani, R., Desnos, T. The two Arabidopsis RPS6 genes, encoding for cytoplasmic ribosomal proteins S6, are functionally equivalent. Plant Molecular Biology. 73, 533-546 (2010).
  40. Turck, F., Zilbermann, F., Kozma, S. C., Thomas, G., Nagy, F. Phytohormones participate in an S6 kinase signal transduction pathway in Arabidopsis. Plant Physiology. 134, 1527-1535 (2004).
  41. Gibon, Y., et al. Adjustment of diurnal starch turnover to short days: Depletion of sugar during the night leads to a temporary inhibition of carbohydrate utilization, accumulation of sugars and post-translational activation of ADP-glucose pyrophosphorylase in the followin. Plant Journal. 39, 847-862 (2004).
  42. Smith, A. M., Stitt, M. Coordination of carbon supply and plant growth. Plant, Cell & Environment. 30, 1126-1149 (2007).
  43. Smith, A. M., Zeeman, S. C., Smith, S. M. Starch Degradation. Annual Review of Plant Biology. 56, 73-98 (2005).
  44. Orzechowski, S. Starch metabolism in leaves. Acta Biochimica Polonica. 55, 435-445 (2008).
  45. Gibon, Y., et al. Adjustment of growth, starch turnover, protein content and central metabolism to a decrease of the carbon supply when Arabidopsis is grown in very short photoperiods. Plant, Cell & Environment. 32 (7), 859-874 (2009).
  46. Kim, J. B., Kang, J. Y., Soo, Y. K. Over-expression of a transcription factor regulating ABA-responsive gene expression confers multiple stress tolerance. Plant Biotechnology Journal. 2, 459-466 (2004).
  47. Vishwakarma, K., et al. Abscisic Acid Signaling and Abiotic Stress Tolerance in Plants: A Review on Current Knowledge and Future Prospects. Frontiers in Plant Science. 8, 161(2017).
  48. Yoshida, T., et al. Four Arabidopsis AREB/ABF transcription factors function predominantly in gene expression downstream of SnRK2 kinases in abscisic acid signalling in response to osmotic stress. Plant, Cell & Environment. 38, 35-49 (2015).
  49. Koch, K. E. Carbohydrate-Modulated Gene Expression in Plants. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 47, 509-540 (1996).
  50. Price, J., Laxmi, A., St Martin, S. K., Jang, J. C. Global transcription profiling reveals multiple sugar signal transduction mechanisms in Arabidopsis. The Plant Cell. 16, 2128-2150 (2004).
  51. Thimm, O., et al. mapman: a user-driven tool to display genomics data sets onto diagrams of metabolic pathways and other biological processes. The Plant Journal. 37, 914-939 (2004).
  52. Bläsing, O. E., et al. Sugars and Circadian Regulation Make Major Contributions to the Global Regulation of Diurnal Gene Expression in Arabidopsis. The Plant Cell. 17, 3257-3281 (2005).
  53. Osuna, D., et al. Temporal responses of transcripts, enzyme activities and metabolites after adding sucrose to carbon-deprived Arabidopsis seedlings. The Plant Journal. 49, 463-491 (2007).
  54. Yadav, U. P., et al. The sucrose-trehalose 6-phosphate (Tre6P) nexus: specificity and mechanisms of sucrose signalling by Tre6P. Journal of Experimental Botany. 65, 1051-1068 (2014).
  55. Brutnell, T. P., et al. Setaria viridis: A Model for C4 Photosynthesis. The Plant Cell. 22, 2537-2544 (2010).
  56. Altman, N., Krzywinski, M. Points of Significance: Clustering. Nature Methods. 14, 545-546 (2017).
  57. Pratelli, R., Boyd, S., Pilot, G. Analysis of amino acid uptake and translocation in Arabidopsis with a low-cost hydroponic system. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 179, 286-293 (2016).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

PlantengroeiArabidopsis thalianaSetaria viridisTOR inhibitieAZD 8055zetmeeloverschotfenotypepipetrekken
Een flexibele goedkope hydrocultuur systeem voor de beoordeling van de Plant reacties op kleine moleculen onder steriele omstandigheden
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleid

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.