Система индуцируемой латеральных корней (LRIS) обеспечивает синхронную индукцию боковых корней и представлена для Arabidopsis thaliana и кукурузы.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Система индуцируемой латеральных корней (LRIS) обеспечивает синхронную индукцию боковых корней и представлена для Arabidopsis thaliana и кукурузы.
Боковое развитие корней вносит значительный вклад в корневую систему и, следовательно, имеет решающее значение для роста растений. Изучение инициации бокового корня, однако, утомительно, потому что оно происходит только в нескольких клетках внутри корня и непредсказуемым образом. Чтобы обойти эту проблему, была разработана система индуцируемой латерального корня (LRIS). При последовательной обработке рассады ингибитором транспорта ауксина и синтетическим ауксином, строго контролируемое начало бокового корня происходит синхронно в первичном корне, что позволяет обильно отбирать образцы желаемой стадии развития. LRIS впервые был разработан для Arabidopsis thaliana, но может применяться и для других растений. Соответственно, он был адаптирован для использования в кукурузе (Zea mays). Дан подробный обзор различных этапов LRIS на обоих заводах. Сочетание этой системы со сравнительной транскриптомикой позволило идентифицировать функциональные гомологи генов инициации латерального корня Arabidopsis у других видов, как показано здесь для CYCLIN B1; 1 (CYCB1; 1) ген клеточного цикла у кукурузы. Наконец, обсуждаются принципы, которые необходимо учитывать при разработке LRIS для других видов растений.
Корневая система имеет решающее значение для роста растений, так как он обеспечивает закрепление и поглощение воды и питательных веществ из почвы. Поскольку расширение корневой системы, главным образом, зависит от производства боковых корней, их инициирование и формирование были широко изучены. Боковые корни начато в определенное подмножество клеток перицикла, называется стволовых клеток 1. В большинстве двудольных, таких как Arabidopsis THALIANA, эти клетки расположены в protoxylem полюсов 2, тогда как у однодольных, таких как кукуруза, они находятся на флоэмы полюсов 3. Стволовых клеток отмечены повышенным ответ ауксина 4, с последующим экспрессии специфических генов клеточного цикла (например, циклин В1; 1 / CYCB1; 1), после чего они проходят первый этап асимметричных антиклинальными подразделений 5. После серии скоординированных антиклинальных и периклинальных подразделений, боковая корень зачаток формируется, что, наконец появится в качестве аutonomous боковой корень. Место и сроки боковых корней начала, однако, не предсказуема, так как эти события ни в изобилии, ни синхронизированы. Это препятствует использованию молекулярных подходов, таких как транскриптомики для изучения этого процесса.
Для решения этого, боковых корней Индуцибельная Система (LRIS) была разработана 6, 7. В этой системе, рассаду сначала обрабатывают N -1-naphthylphthalamic кислоты (НПД), который ингибирует транспортировки ауксина и накопление, следовательно, блокируя боковых корней инициирование 8. По впоследствии передаче рассаду, чтобы среде, содержащей синтетический ауксина 1-нафталин уксусной кислоты (НАА), весь слой перицикла реагирует на повышенный уровень ауксина, таким образом, индуцируя массово корневые начала разделы боковые клеточные 6. Таким образом, эта система приводит к быстрым, синхронных и обширные боковые корни посвящений, что позволяет легко коллекция образцов корневых обогащенные для определенной стадии позднегоRAL развитие корневой. Впоследствии эти образцы могут быть использованы для определения генома профили экспрессии во время формирования боковых корней. LRIS дала уже значительные знания о боковых корней посвящения в Arabidopsis и кукурузы 9-13, но необходимость применять эту систему с другими видами растений становится все более очевидной, поскольку все больше геномы последовательности и есть повышенный интерес к передаче знаний, чтобы экономично важно виды.
Здесь подробные протоколы Arabidopsis и кукурузы LRISs приведены. Далее, пример использования системы обеспечивается, иллюстрируя, как данные, полученные от транскриптомика кукурузы LRIS могут быть использованы для идентификации функциональных гомологов, которые имеют консервативный функцию при инициации боковых корней между различными видами растений. Наконец, руководящие принципы для оптимизации LRIS для других видов растений предлагается.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Arabidopsis LRIS протокол
Примечание: текст относится к "малых" или "больших" экспериментов масштабе. Масштабные эксперименты Маленькие, такие как анализ маркер линии и гистологического окрашивания 6, 14, требуют лишь несколько образцов. Крупномасштабные эксперименты, такие как количественные реального времени Qrt-ПЦР, микро-массивов 9-11 или РНК секвенирования, требуют большего количества образцов. Таким образом, количество ~ 1000 саженцев на образце был использован Ваннесте др 11. Для выполнения микрочипов эксперимента после корня сегмента вскрытия.
1 ДЕНЬ
2. LRIS Кукуруза протокол
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Применение LRIS Выполнение сравнительных транскриптомика боковой корневого процесса инициации
Одним из применений LRIS является сравнение и сопоставление профилей экспрессии генов в процессе формирования боковых корней у разных видов. Сравнительные транскриптомика подходы создают возможность определить ортологичные генов, участвующих в процессе развития боковых корней у разных видов. Боковые корень инициация, ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В протоколе Arabidopsis LRIS, важно, чтобы передать только рассаду, которые выросли совершенно в контакте с НПД-содержащей среде роста. Это гарантирует, что инициирования боковых корней заблокирован по всей длине корневого. Для того, чтобы предотвратить ранив ростки Во время передачи вооружений изогнутых щипцов может быть подключен в соответствии с семядолей проростков. При передаче, убедитесь, что корни рассады в достаточной контакте с НАА-агар, содержащий среды. Это может быть достигнуто путем скользя корень ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Авторы благодарят Дэви Опденакера за техническую помощь и фотографию. Мы очень благодарны доктору Анник Блейс за полезные предложения по улучшению рукописи. Эта работа финансировалась Межуниверситетской программой привлечения полюсов IUAP P7/29 «MARS» от Бельгийского федерального управления научной политики, грантом FWO G027313N и Агентством по инновациям в области науки и технологий (IWT) (IR).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| ARABIDOPSIS LRIS | |||
| >Seeds | |||
| Arabidopsis seeds | Col-0 ecotype | ||
| Газовая стерилизация семян | |||
| микроцентрифужные пробирки 1,5 мл | SIGMA-ALDRICH | 0030 125.215 | Eppendorf микропробирки 3810X, ПЦР чистые |
| микроцентрифужные пробирки 2 мл | SIGMA-ALDRICH | 0030 120.094 | Eppendorf Safe-Lock микроцентрифужные пробирки |
| соляная кислота | Merck KGaA | 1,003,171,000 | 37% (дымка) для анализа EMSURE ACS,ISO,Reag. P Eu |
| стеклянный эксикатор | SIGMA-ALDRICH | Pyrex | |
| стеклянный стакан | |||
| пластиковая микроцентрифужная пробирка коробка или держатель | |||
| <сильно>Отбеливатель стерилизация семян | |||
| этанол | Chem-Lab nv | CL00.0505.1000 | Этанол, абс. 100% а.р. разбавить до 70% |
| Гипохлорит натрия (NaOCl) | Carl Roth | 9062.3 | 12% |
| Tween 20 | SIGMA-ALDRICH | P1379 | |
| стерильная вода | |||
| среда | |||
| Мурашиге и смесь соли Скуга | DUCHEFA Biochemie B.V. | M0221-0050 | |
| мио-инозитол | SIGMA-ALDRICH | I5125-100G | |
| 2-(N-морфолино)этансульфоновая кислота (MES) | DUCHEFA Biochemie B.V. | M1503.0100 | |
| сахароза | VWR, Internation LLC | 27483.294 | D(+)-сахароза Ph. Eur. |
| KOH | Merck KGaA | 1050211000 | гранулы для анализа (макс. 0,002% Na) EMSURE ACS,ISO,Reag. Ph Eur |
| Культура растительных тканей Agar | LabM Limited | MC029 | |
| <>Реагенты для индукции бокового корня | |||
| N-1-нафтилфталамовая кислота (NPA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | No N0926.0250 | 10 & микро; M (Arabidopsis) |
| 1-нафталина уксусная кислота (NAA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | No N0903.0050 | 10 & микро; M (Arabidopsis) |
| диметилсульфоксид (ДМСО) | SIGMA-ALDRICH | 494429-1L | |
| Изготовление сетки для переноса | |||
| нейлоновая сетка | Prosep byba | Синтетическая нейлоновая сетка 20 &микро; m | |
| Посев и обработка рассады | |||
| Петри | GOSSELIN | BP124-05 | 12 x 12 см |
| 50 мл DURAN тубы | SIGMA-ALDRICH | CLS430304 | Corning 50 мл центрифужные пробирки |
| drigalski | Carl Roth | K732.1 | |
| пипетка | |||
| разрезанная наконечники | Daslab | 162001X | Universal 200, отрезание 5 мм наконечника перед автоклавированием |
| дышащей ленты | 3M Deutschland GmbH | кат. No 1530-1 | |
| пинцет | Fiers nv/sa | K342.1; K344.1 | Пинцет Dumont тип a nr 5; Пинцет Dumont тип 1 7 |
| Условия роста | |||
| growth room | 21 ° В, непрерывный легкий | ||
| <прочный>Материалы | <сильный>Компания | <сильный>Каталог | <сильный>Комментарии |
| <сильный>Кукурузный LRIS | |||
| <сильный>Семена | |||
| Ядра кукурузы | В-73 | ||
| <сильно>Отбеливающая стерилизация ядер | |||
| стеклянная мензурка | |||
| магнитная мешалка | Fiers nv/sa | C267.1 | |
| гипохлорит натрия (NaOCl) | Carl Roth | 9062.3 | 12% |
| стерильная вода | |||
| <сильно>Химические вещества для индукции бокового корня | |||
| N-1-нафтилфталомановая кислота (NPA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | No N0926.0250 | 50 & микро; M (первичный корень кукурузы), 25 & микро; М (придаточный корень кукурузы) |
| 1-нафталина уксусная кислота (NAA) | DUCHEFA Biochemie B.V. | No N0903.0050 | 50 & микро; M (кукуруза) |
| диметилсульфоксид (ДМСО) | SIGMA-ALDRICH | 494429-1L | |
| <сильно>Обработка посева и рассады | |||
| бумага для рук | Kimberly-Clark Professional* | 6681 | Полотенца для рук SCOTT - рулонные / белые; размер листа (24 x 46 см) |
| бумага для проращивания семян | Anchor Paper Company | 10 X 15 38# бумага для проращивания семян | |
| пинцет | Fiers nv/sa | K342.1; K344.1 | Пинцет Dumont тип a nr 5; Пинцет Dumont тип e nr 7 |
| 250 мл (центрифужные) пробирки | SCHOTT DURAN | 2160136 | диаметром ок. 5,6 см и высотой 14,7 см; |
| 700 мл тубы | DURAN GROUP | 213994609 | цилиндры, круглая ножная трубка, D 60 x 250 |
| штатив | для кукурузных туб, домашняя | ||
| стерильная вода | |||
| <>Условия ростаростный | |||
| шкаф | 27° C, постоянный свет, относительная влажность 70% |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.