A geração de descendentes geneticamente únicos em organismos sexualmente reprodutores depende da fusão bem sucedida de gametas masculinos e femininos. Em plantas com flores, a interação de dois gametas masculinos (espermatozoides) com dois gametas femininos (óvulo e célula central) durante a dupla fecundação depende da liberação de espermatozoides do tubo polínico (o gametófito masculino). Esse processo, denominado recepção do tubo polínico, é amplamente controlado pelas células sinérgicas que residem no saco embrionário (o gametófito feminino)1,2. Como a recepção do tubo polínico ocorre profundamente no interior da flor, um método que permite a obtenção de imagens em células vivas do processo, denominado recepção do tubo polínico semi-in vitro (SIV), foi estabelecido3. Com esse método, óvulos de Arabidopsis excisados são colocados em meio de germinação de pólen semilíquido e alvo de tubos polínicos que crescem através do estigma e estilo de um pistilo cortado na junção do trato transmissordo estilo 3,4. Desde o desenvolvimento desta técnica, observações detalhadas levaram a várias descobertas em torno da orientação, recepção e fertilização do tubo polínico. Entre outras, essas descobertas incluem a aquisição de competências de direcionamento do tubo polínico pelo crescimento através do estigma3, o aparecimento de oscilações intracelulares de cálcio nos sinergídeos com a chegada do tubo polínico 5,6,7,8,9 e a dinâmica de liberação e fertilização dos espermatozoides após a ruptura do tubo polínico10 . No entanto, como essa técnica depende da excisão dos óvulos, as observações de fertilização são limitadas em número, e a recepção do tubo polínico é frequentemente aberrante, resultando na falha da ruptura do tubo polínico (Vídeo 1 e Arquivo Suplementar 1). Portanto, há necessidade de uma abordagem mais eficiente que permita análises de alto rendimento da recepção e fertilização do tubo polínico.
No desenvolvimento desse protocolo, várias novas abordagens para analisar a recepção do tubo polínico, desde os métodos mais "in vitro" até os mais "in vivo", foram testadas, e uma técnica eficiente baseada na excisão de todo o septo foi estabelecida, o que permite até 40 observações de fertilização por dia. Aqui, as nuances e os pontos críticos da técnica são delineados, incluindo estadiamento floral, dissecção, preparação do meio e configurações de imagem. Seguindo esse protocolo, pesquisas com foco na orientação do tubo polínico, recepção do tubo polínico e dupla fertilização devem ser facilitadas. Espera-se que os tamanhos de amostra mais altos que o método permite reforcem a solidez científica das conclusões tiradas de experimentos de imagens ao vivo. As aplicações potenciais desta técnica incluem, mas não estão limitadas a, realizar observações das mudanças moleculares e fisiológicas nas concentrações citosólicas de cálcio ([Ca2+]cyt), pH ou H2 O2 durante interações gametófitas através do uso de biossensores codificados geneticamente. Além disso, alterações citológicas, como degeneração do sinérgico receptivo, migração de células espermáticas ou cariogamia, podem ser mais facilmente observadas usando este método melhorado. Finalmente, o tempo dos diferentes estágios de fertilização pode ser monitorado sob microscopia de campo largo e, em seguida, análises mais detalhadas usando microscopia confocal de varredura a laser (CLSM) ou microscopia de excitação de dois fótons (2PEM) podem ser conduzidas para maior resolução e reconstrução 3D.