O Sistema Induzível de Raiz Lateral (LRIS) permite a indução síncrona de raízes laterais e é apresentado para Arabidopsis thaliana e milho.
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Artigo de método
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O Sistema Induzível de Raiz Lateral (LRIS) permite a indução síncrona de raízes laterais e é apresentado para Arabidopsis thaliana e milho.
O desenvolvimento da raiz lateral contribui significativamente para o sistema radicular e, portanto, é crucial para o crescimento das plantas. O estudo da iniciação da raiz lateral é, no entanto, tedioso, porque ocorre apenas em algumas células dentro da raiz e de maneira imprevisível. Para contornar esse problema, um Sistema Induzível de Raiz Lateral (LRIS) foi desenvolvido. Ao tratar as plântulas consecutivamente com um inibidor de transporte de auxina e uma auxina sintética, a iniciação radicular lateral altamente controlada ocorre de forma síncrona na raiz primária, permitindo uma amostragem abundante de um estágio de desenvolvimento desejado. O LRIS foi desenvolvido pela primeira vez para Arabidopsis thaliana, mas também pode ser aplicado a outras plantas. Assim, foi adaptado para uso em milho (Zea mays). Uma visão geral detalhada das diferentes etapas do LRIS em ambas as plantas é fornecida. A combinação deste sistema com transcriptômica comparativa tornou possível identificar homólogos funcionais de genes de iniciação radicular lateral de Arabidopsis em outras espécies, conforme ilustrado aqui para a CICLINA B1; 1 (CYCB1; 1) gene do ciclo celular no milho. Finalmente, são discutidos os princípios que precisam ser levados em consideração quando um LRIS é desenvolvido para outras espécies de plantas.
O sistema radicular é crucial para o crescimento da planta, uma vez que garante ancoragem e absorção de água e nutrientes do solo. Uma vez que a expansão de um sistema radicular baseia-se principalmente na produção de raízes laterais, a iniciação e formação têm sido amplamente estudados. Raízes laterais são iniciados em um subconjunto específico de células periciclo, chamados de células fundadoras 1. Na maior parte das dicotiledóneas, tais como Arabidopsis thaliana, estas células estão localizados nos pólos protoxilema 2, ao passo que em monocotiledóneas, como o milho, que são encontrados nos pólos 3 do floema. Fundador células são marcadas por um aumento da resposta auxina 4, seguido pela expressão de genes do ciclo celular específicas (por exemplo, a ciclina B1; 1 / CYCB1; 1), após o que eles passam por uma primeira rodada de divisões anticlinais assimétricas 5. Após uma série de divisões e anticlinal periclinal coordenados, um primórdio raiz lateral é formado, que finalmente irá emergir como um umraízes laterais utonomous. O local e hora do início de raízes laterais não são, porém previsível, uma vez que estes eventos não são nem abundante nem sincronizados. Esta situação impede o uso de abordagens moleculares, como transcriptomics para estudar este processo.
Para combater isso, um lateral Sistema Inducible Root (IRIs) foi desenvolvido 6, 7. Neste sistema, as mudas são tratados primeiro com N -1-naphthylphthalamic (NPA), que inibe o transporte de auxina e acumulação, consequentemente bloqueando iniciação de raízes laterais 8. Por posteriormente a repicagem em meio contendo auxina sintética ácido acético 1-naftaleno (NAA), toda a camada periciclo responde aos níveis elevados de auxina assim maciçamente raiz iniciar divisões celulares laterais indutores 6. Como tal, este sistema leva a rápidas, síncronas e extensas iniciações raízes laterais, permitindo fácil recolha de amostras de raízes enriquecido para um determinado estádio da tardedesenvolvimento radicular ral. Posteriormente, estas amostras podem ser utilizadas para determinar os perfis de expressão de todo o genoma durante a formação de raízes laterais. O IRIs rendeu conhecimento já significativo sobre a iniciação de lateral de raiz em Arabidopsis e milho 13/09, mas a necessidade de aplicar este sistema para outras espécies de plantas torna-se mais evidente à medida que mais genomas são sequenciados e há um crescente interesse de transferir conhecimento para importante econômica espécies.
Aqui, os protocolos detalhados de Arabidopsis e de milho são dadas LRISs. Em seguida, um exemplo do uso do sistema é fornecida, pelo que ilustra como os dados obtidos com o transcriptômica IRIs milho pode ser utilizado para identificar homólogos funcionais que têm uma função conservada durante a iniciação de raízes laterais em diferentes espécies de plantas. Finalmente, as orientações para optimizar a IRIs são propostos para outras espécies de plantas.
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1. Arabidopsis IRIs Protocol
Nota: O texto refere-se a experiências "pequenas" ou "grandes" escala. Experimentos de pequena escala, como a análise de linha de marcação e coloração histológica 6, 14, exigem apenas algumas amostras. Experiências em larga escala, tais como em tempo real quantitativa qRT-PCR, as micro-matrizes de 9-11 ou de sequenciação de ARN, requerem uma maior quantidade de amostras. Como tal, uma quantidade de ~ 1000 mudas por amostra foi utilizada por Vanneste et al 11. Executar experiência microarray após dissecção segmento de raiz.
DIA 1
2. IRIs Milho Protocol
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Aplicação do IRIs executar comparativos transcriptómica do lateral Processo Root Iniciação
Uma aplicação da IRIs é a comparação e a correlação dos perfis de expressão de genes durante a formação de raízes laterais em espécies diferentes. Transcriptomics Comparativos aproxima criar a possibilidade de identificar genes ortólogos envolvidas no processo de desenvolvimento de raízes laterais em espécies diferentes....
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No protocolo de Arabidopsis IRIs, é importante apenas para transferir as plântulas que cresceram inteiramente em contacto com o meio de crescimento contendo NPA. Isto assegura que a iniciação de raízes laterais é bloqueado ao longo de todo o comprimento da raiz. A fim de evitar ferir as plântulas durante a transferência, os braços das pinças curvas pode ser ligado sob os cotilédones de plântulas a. Após a transferência, certifique-se de que as raízes de mudas estão em contacto suficiente com o meio agar contend...
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Os autores não têm nada a revelar.
Os autores agradecem a Davy Opdenacker pela assistência técnica e fotografia. Agradecemos imensamente à Dra. Annick Bleys pelas sugestões úteis para melhorar o manuscrito. Este trabalho foi financiado pelo Programa Interuniversitário de Pólos de Atração IUAP P7/29 'MARS' do Gabinete Federal de Política Científica da Bélgica, pela G027313N de subvenções FWO e pela Agência para a Inovação pela Ciência e Tecnologia, IWT (IR).
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| ARABIDOPSIS LRIS | |||
| Sementes | |||
| Sementes | Col-0 ecótipo | ||
| Esterilização a gás de sementes microcentrífuga forte> | |||
| 1,5 ml | SIGMA-ALDRICH | 0030 125.215 | Eppendorf microtubos 3810X, |
| tubos de microcentrífuga PCR clean 2 ml | SIGMA-ALDRICH | 0030 120.094 | Eppendorf Safe-Lock tubos de microcentrífuga |
| ácido clorídrico | Merck KGaA | 1.003.171.000 | 37% (fumegante) para análise EMSURE ACS,ISO,Reag. |
| Dessecador de vidro | SIGMA-ALDRICH | Pyrex | |
| copo de vidro | |||
| de tubos de microcentrífuga de plástico ou suporte | |||
| Esterilização de sementes com alvejante | |||
| etanol | Chem-Lab nv | CL00.0505.1000 | Etanol, abs. 100% p.a. diluir a 70% |
| hipoclorito de sódio (NaOCl) | Carl Roth | 9062.3 | 12% |
| Tween 20 | SIGMA-ALDRICH | P1379 | |
| água | |||
| Meio de crescimento | |||
| Murashige e mistura de sal Skoog | DUCHEFA Biochemie B.V. | M0221-0050 | |
| mio-inositol | SIGMA-ALDRICH | I5125-100G | |
| ácido 2- (N-morfolino) etanossulfônico (MES) | DUCHEFA Biochemie BV | M1503.0100 | |
| sacarose | VWR, Internation LLC | 27483.294 | D(+)-sacarose Ph. Eur. |
| KOH | Merck KGaA | 1050211000 | pellets para análise (máx. 0,002% Na) EMSURE ACS, ISO, Reag. Ph Eur |
| Plant Tissue Culture Agar | LabM Limited | MC029 | |
| Produtos químicos de indução de raiz lateral | |||
| N-1-ácido naftilftalâmico (NPA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | Nº N0926.0250 | 10 µ M (Arabidopsis) |
| 1-naftaleno ácido acético (NAA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | Nº N0903.0050 | 10 µ M (Arabidopsis) |
| dimetilsulfóxido (DMSO) | SIGMA-ALDRICH | 494429-1L | |
| Fazendo uma malha para transferência | |||
| nylon | Prosep byba | Malha de nylon sintético 20 µ m | |
| Manuseio de semeadura e mudas | |||
| GOSSELIN | BP124-05 | 12 x 12 cm | |
| 50 ml tubos DURAN | SIGMA-ALDRICH | CLS430304 | Corning Tubos de centrífuga de 50 ml |
| drigalski | Carl Roth | K732.1 | |
| pipeta | |||
| cortada pontas de pipeta | Daslab | 162001X | Universal 200, corte 5 mm da ponta antes de autoclavar |
| fita respirável | 3M Deutschland GmbH | cat. n.º 1530-1 | |
| pinças | Fiers nv/sa | K342.1; K344.1 | Pinças Dumont tipo a nº 5; Pinças Dumont tipo e nº 7 |
| Condições de crescimentosala de | |||
| crescimento | 21 ° C, contínuo leve | ||
| Materiais | Empresa | Catálogo | Comentários |
| MILHO LRIS | |||
| Sementes | |||
| B-73 | |||
| Esterilização de grãos com alvejantecopo | |||
| Fiers nv/sa | C267.1 | ||
| hipoclorito de sódio (NaOCl) | Carl Roth | 9062.3 | 12% |
| água | |||
| Produtos químicos de indução da raiz lateral N-1-naftilftalâmico (> | |||
| NPA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | Nº N0926.0250 | 50 µ M (raiz primária do milho), 25 µ M (raiz adventícia do milho) |
| 1-naftalenoacético | Nº N0903.0050 | 50 µ M (milho) | |
| dimetilsulfóxido (DMSO) | SIGMA-ALDRICH | 494429-1L | |
| Manuseio de semeadura e mudas | |||
| mão | Kimberly-Clark Professional* | 6681 | SCOTT Toalhas de Mão - Rolo / Branco; tamanho da folha (24 x 46 cm) |
| papel de germinação de sementes | Anchor Paper Company | 10 X 15 38# papel de germinação de sementes | |
| pinças | Fiers nv/sa | K342.1; K344.1 | Pinças Dumont tipo a nº 5; Pinças Dumont tipo e nº 7 |
| tubos (centrífuga) | SCHOTT DURAN | 2160136 | aprox. 5,6 cm de diâmetro e 14,7 cm de altura |
| Tubos de 700 ml | DURAN GROUP | 213994609 | cilindros, tubo de pé redondo, D 60 x 250 |
| rack | para tubos de milho, | ||
| água | |||
| Condições de crescimento | |||
| 27 & graus; C, luz contínua, 70% de umidade relativa |
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