Aqui, apresentamos um ensaio rápido para rastrear defeitos período circadianos em linhas de Arabidopsis, incluindo o isolamento de protoplastos, transfecção, e imagiologia luminecent. O período circadiano no tipo selvagem Arabidopsis eo relógio mutantes CCA1 / lhy, ZTL e CCA1 OX foi calculado a partir de medições de luminescência de um CCA1pro: Repórter da LUC e verificou-se ser consistente com os dados publicados gerados a partir de plantas inteiras usando mais tempo- consumindo abordagens transgénicas (Tabela 2). Utilizando este ensaio para rastrear os mutantes de Arabidopsis evita o requisito inicial para gerar linhas transgénicas luminescentes, que é demorado e apenas pode mostrar que um mutante particular, exibe ritmos de tipo selvagem. Uma clara vantagem deste protocolo é que qualquer linha de Arabidopsis podem ser rastreados em curto espaço de tempo para os ritmos circadianos alterados de transcrição, o que ajudará a identificação de mais genes que afetam a cronometragem em plantas.
Isolamento de protoplastos pode ser trabalhoso, especialmente se a linha mutante exibe um fenótipo anão. Métodos descritos anteriormente para gerar protoplastos envolvem o corte ou folhas de plântulas em tiras finas e de vácuo que se infiltram as tiras com solução de enzima para permitir que os enzimas para atingir as paredes celulares 26,27. A digestão subsequente requer, pelo menos, 3 horas de incubação no escuro a libertar os protoplastos para a solução de enzima. Quando infiltração por vácuo não é aplicada, tempo de incubação até 18 horas é recomendado. No protocolo aqui apresentado, infiltração por vácuo é desnecessário porque a camada de células epidérmicas impenetrável para as enzimas é removida pela fita adesiva. Ao gerar protoplastos cortando material vegetal é necessário protoplastos separar os restos da parede celular após a digestão; Isto é feito tipicamente por filtração da solução ou purificando-o em um gradiente de açúcar 27,26. Aqui, qualquer tecido não digerido permanecerá na fita autoclave depoisdigestão, assim filtração e purificação com gradiente de açúcar dos protoplastos pode ser omitido. Há uma chance de que o estresse resultante de procedimentos protoplasting prolongados afeta a viabilidade celular eo relógio circadiano. O método protoplasting baseado em fita 20 visualizados aqui produz um elevado número de protoplastos; e determinado a viabilidade das células ao longo de uma série de tempo circadiano e os comprimentos correspondentes período de protoplastos e plantas inteiras (Tabela 2), a metodologia aqui descrita é preferido em relação aos métodos alternativos para gerar protoplastos.
A etapa de transfecção do protocolo é um passo crítico que os impactos sobre a viabilidade dos protoplastos. A solução de PEG permite que o ADN a ser emitido para dentro da célula, e o tempo de incubação nesta solução (passo 3.4) e a percentagem de PEG deve ser determinada empiricamente. A concentração do padrão é de 20%, com concentrações mais baixas reduzem a eficiência de transformação e maiorconcentrações reduzindo a viabilidade 28. O tempo de incubação tão curto quanto cinco minutos poderia render transfecção eficiente dos protoplastos 27.
Os protoplastos podem ser visualizados em qualquer plataforma de imagem luminescente. Neste vídeo, utilizou-se um leitor de placas de luminescência equipado com luzes externas (vermelho e azul, os LEDs 630 e 470 nm, respectivamente, a uma intensidade combinada de ~ 20 μE), que permite a pesquisa de alto rendimento e medições frequentes. Outros equipamentos de imagem que detecta luminescência, tais como leitores de placas ou configurações alternativas com base em torno de um dispositivo (CCD) de acoplamento de carga, pode ser aplicado igualmente bem, desde que a iluminação está disponível para a fotossíntese. A vantagem de utilizar uma câmara CCD montada num armário controlável é que a luz e temperatura podem ser programados. Uma desvantagem é o tempo de captura mais tempo, a introdução de períodos prolongados de escuridão que podem causar estresse aos protoplastos, além de perturbaring cronometragem endógeno. Independentemente de qual plataforma experimental é escolhido, o ajuste de configurações é provável que seja necessário em comparação com configurações para mudas ou plantas maduras. Em nossa experiência, aumentando as concentrações de plasmídeo repórter durante a transfecção e / ou luciferina no buffer de imagens pode resolver todos os ritmos irregulares ou rapidamente de amortecimento que podem ocorrer em experimentos iniciais.
Em experiências subsequentes, a metodologia descrita aqui pode ser aplicado para estudar o fenótipo circadiano de qualquer linha de Arabidopsis mutantes. Com pequenas modificações, por exemplo, o efeito de várias drogas na cronometragem pode ser estudada nesta configuração. Além disso, a transfecção pode ser modificado para incluir microARN artificial para silenciamento de genes 19, expandir ainda mais a versatilidade do presente protocolo. Protocolos para gerar protoplastos de arroz são bem estabelecida 29 e o protocolo de imagem aqui apresentada poderia igualmente ser aplicada para promover nossa understanding do relógio na economicamente importantes plantas cultivadas monocotiledôneas.