$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ponieważ rośliny są organizmami osiadłymi, kiełkowanie nasion jest kluczowym wydarzeniem, które decyduje o ich losie. Decyzja o kiełkowaniu jest ściśle regulowana zarówno przez czynniki wewnętrzne, jak i środowiskowe, takie jak poziom spoczynku nasion pierwotnych, temperatura, natężenie światła i długość fali oraz stężenie azotu1,2,3,4,5,6. Nasiona mają złożone struktury składające się z wielu typów tkanek7. W suchych nasionach Arabidopsis zarodek, który rozwija się w sadzonkę, jest otoczony pojedynczą warstwą bielma i najbardziej zewnętrznymi warstwami, jądrem. Jądro składa się z wielu warstw martwych komórek, podczas gdy zarodek i bielmo pozostają żywe nawet w suchych nasionach. Bielmo jest powszechnie uważane za tkankę magazynującą, która dostarcza składników odżywczych do wzrostu zarodka i wraz z testą nadaje mechaniczną odporność na wystające korzonki8,9,10,11,12,13.
Kilka ostatnich badań wykazało, że bielmo odgrywa kluczową rolę w regulacji optymalnego kiełkowania nasion14,15,16,17. Na przykład fotoreceptor fitochromu B (PHYB) w komórkach bielma wykrywa światło czerwone (R) lub dalekiej czerwieni (FR), regulując reakcje kiełkowania15. Bielmo funkcjonuje również jako tkanka wyczuwająca temperaturę, tłumiąc reakcje kiełkowania w wysokich temperaturach16. Kontrola jakości bielma ma kluczowe znaczenie dla optymalnego kiełkowania nasion, szczególnie w przypadku nasion przechowywanych przez długi czas17.
Obrazowanie żywych komórek jest teraz konieczne, aby dokładniej wyjaśnić fizjologiczne funkcje bielma. Analiza mikroskopowa nienaruszonych komórek bielma wykazujących ekspresję białek znakowanych fluorescencyjnie pozwala na zbadanie mechanizmów molekularnych, za pomocą których bielmo reguluje kiełkowanie nasion. Jednak przygotowanie nienaruszonych komórek bielma do obserwacji mikroskopowej jest trudne, szczególnie w przypadku nasion rzodkiewnika. Nasiona mają około 0,4 mm średnicy, a bielmo jest warstwą jednokomórkową znajdującą się między zarodkiem a jądrem, co utrudnia precyzyjną manipulację. W rezultacie, pomimo ważnych ról fizjologicznych, bielmo rzadko obserwowano za pomocą obrazowania żywych komórek.
Ten artykuł przedstawia protokół szybkiego przygotowania nienaruszonych próbek warstwy komórek bielma, nadających się do obrazowania żywych komórek zarówno w rozwijających się, jak i dojrzałych nasionach.