Um trabalho-economia e repetível Touch-Force sinalização mutante Screen Protocol para o estudo de Thigmomorphogenesis de uma planta modelo Arabidopsis Arabidopsis thaliana

Summary

Uma máquina de carregamento suave de força de toque é construída a partir de escovas de cabelo humano, braços robóticos e um controlador. As escovas do cabelo são conduzidas por braços robóticos instalados na máquina e movem-se periodicamente para aplicar a toque-força em plantas. A força dos toques de cabelo acionado por máquina é comparável à dos toques aplicados manualmente.

Abstract

As plantas que respondem às estimulações mecânicas intracelular e extracelular (ou sinais da força) e desenvolvem mudanças morfológicas especiais, um thigmomorphogenesis chamado. Em décadas passadas, vários componentes de sinalização foram identificados e relatados por estarem envolvidos na mecanotransdução (por exemplo, proteínas de ligação de íons de cálcio e enzimas de biossíntese de ácido jasmonico). Entretanto, o ritmo relativamente lento da pesquisa no estudo da sinalização da força ou do thigmomorphogenesis é atribuído pela maior parte a duas razões: a exigência para a indução mão-manipulada humana trabalhoso do toque do thigmomorphogenesis e os erros da força da força associado ao toque das pessoas. Para realçar a eficiência do carregamento externo da força em um organismo de planta, uma máquina de carregamento automática da toque-força foi construída. Este braço robótico-driven escova de cabelo toques fornecer um trabalho-economia e facilmente repetível toque-força de simulação, ilimitado rodadas de toque de repetição e ajustável força de toque. Esta máquina do carregamento da toque-força do cabelo pode ser usada para a seleção da grande escala de mutantes da sinalização da toque-força e o estudo phenomics da planta thigmomorphogenesis. Além, os materiais do toque tais como o cabelo humano, podem ser substituídos com outros materiais naturais como o cabelo animal, as linhas de seda e as fibras do algodão. Os braços moventes automatizados na máquina podem ser equipados com os bocais de aspersão da água e os sopradores de ar para imitar as forças naturais de gotas e de vento da chuva, respectivamente. Usando esta máquina de carregamento automática do toque-força do cabelo em combinação com o toque Hand-realizado do cotonete de algodão, nós investigamos a resposta do toque de dois mutantes de sinalização da força, MAP kinase kinase 1 (MKK1) e plantas MKK2 . Os diferentes das plantas tipo selvagem carregadas da toque-força e dois mutantes foram avaliados estatisticamente. Eles exibiram diferenças significativas na resposta ao toque.

Introduction

O thigmomorphogenesis da planta é um termo que seja cunhado por Jaffe, MJ em 1973¹. É um tropismo vegetal, mas diferente do conhecido fototropismo ou gravitropismo causado por estímulos de luz solar ou gravidade^2,3. Descreve alterações fenotípicas associadas a estímulos mecânicos periódicos, que têm sido freqüentemente observados por botânicos em épocas anteriores^4,5. Pingos de chuva, vento, planta, animal e toques humanos, mesmo mordidas de animais, são todos considerados diferentes tipos de estímulos Mecano que desencadeiam a ....

Protocol

1. preparação de sementes

Nota: as sementes de Arabidopsis de ambos os tipos selvagens (Col-0) assim como os mutantes mkk1 e mkk2 da perda--função usadas foram compradas do centro de recursos biológicos de arabidopsis (ABRC, https://www.Arabidopsis.org, Columbus, Oh).

1. Calcule Quantos indivíduos vegetais de cada genótipo serão utilizados para uma análise estatística fiável. Prepare um número suficiente de sementes com base na taxa de germinação de cada linha, geralmente 4-5 vezes mais do que o que é necessário para um experimento. Assegure o número suficiente de plantas saudáveis e uniforme-feitas medida ....

Results

A máquina de carregamento automática do toque-força do cabelo
Para a observação de alterações morfológicas nas plantas, tanto as condições de crescimento reprodutíveis quanto os métodos de tratamento são fundamentais para a obtenção de resultados repetíveis. Esta triagem de sinalização mutante de alta produtividade e força de toque automática é alcançada pela máquina de carregamento de força de toque de cabelo recém-construída, modelo K1 (Figura 1, Fi.......

Discussion

Thigmomorphogenesis é uma resposta complexa do crescimento de planta para perturbações mecânicas, que envolve uma rede da sinalização e da ação celulares de phytohormones. É uma consequência da evolução adaptativa das plantas para sobreviver as condições ambientais indesejáveis^25,26. O toque mecânico, especialmente o toque humano do dedo e o toque Hand-Held do cotonete de algodão, foram selecionados para estudar estas mudanças morfológicas em estudos previamente .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
4 escovas de cabelo	personalizadas
com um suporte		suporte personalizado	1000 mm de comprimento e braço robótico de 560 mm de comprimento
57 motor		57HS22-A
Solo para vasos multiuso	Plantmate, Hong Kong
Sementes de plantas Arabidopsis	Centros de Recursos Biológicos, Columbus, OH		Para a compra de sementes de arabidopsis
substrato de envasamento BIO-MIX	Jiffy Products International BV, Holanda	1000682050	Dois solos foram misturados para cultivar Arabidopsis. A proporção de todos os purpos de solo para vasos e  BIO-MIX é
um radiômetro de pesquisa 1:2 IL 1700	International Light, Newburyport, MA		A intensidade da luz da radiação ativa fotossintética e de comprimento de onda total pode ser medida.
ImageJ	https://imagej.nih.gov/ij/download.html		Software baixado gratuitamente
Ju Feng Precision and Automation Technology Limited	Shenzhen, China		Para atuadores lineares acionados por correia e outros módulos mecânicos, compre
Placa de junção do bloco			Para fixar o módulo de trilho guia Y ou viga auxiliar Y nas costas dos blocos deslizantes
Placa de junção do eixo X módulo		personalizado	Para conectar o módulo de trilho-guia X e a viga auxiliar X
Bloco
WDT4045 módulo de trilho-guia do eixo X	843 mm, personalizado	Pré-instalado com dois blocos deslizantes e um motor de passo 57
Viga auxiliar do eixo X	843 mm, personalizada	Pré-instalada com dois blocos deslizantes