В этом протоколе мы описывают методы для надлежащего вскрытия Arabidopsis цветов и siliques, некоторые методы расчистки основных и выбрали пятнать процедуры для наблюдений в целом гора репродуктивных структур.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
В этом протоколе мы описывают методы для надлежащего вскрытия Arabidopsis цветов и siliques, некоторые методы расчистки основных и выбрали пятнать процедуры для наблюдений в целом гора репродуктивных структур.
Благодаря своей грозной инструменты для молекулярно-генетические исследования Arabidopsis thaliana является одним из наиболее известных видов модели в биологии растений и, особенно, репродуктивной биологии растений. Однако завод морфологических, анатомические и ультраструктурные анализ традиционно включает длительным встраивание и секционирование процедуры светлые области, сканирование и электронной микроскопии. Недавний прогресс в конфокальных флуоресцентной микроскопии, 3-D-искусство автоматизированного микроскопические анализы и непрерывное совершенствование молекулярных методов для использования на минимально обработанных образцов состава Гора, привело к увеличению спроса на Разработка эффективных и минимальный пример методов обработки. В этом протоколе мы описываем методы для правильно рассечения Arabidopsis цветы и siliques, основной очистки методы, и некоторые окрашивание процедур для всего гора наблюдений репродуктивных структур.
Цветы одним из наиболее важных определение органов покрытосеменных растений. Цветковых растений появились около 90-130 миллионов лет назад1и диверсифицированной так быстро, что их быстрое появление был описан как «ужасные тайны» Чарльза Дарвина2. Разнообразны интересы завода исследователей в цветок развития. Некоторые исследования были направлены на понимание эволюционного происхождения цветок в целом, или эволюция определенных анатомических, структурных и функциональных свойств цветы3,4,5,6 . Высокая вариация в цветочные формы и структуры, а также виды сексуального и бесполого размножения, опираясь на них, сделать цветок очень сложную структуру. Это привело к разнообразные усилия для характеризуют анатомии и структурные особенности цветочные органов, используя свет и электрон микроскопические методы, которые можно было бы объединить с генетические и молекулярные исследования7. Кроме того, как источник плоды и семена Цветки имеют первостепенное значение для человека и животных питания. Таким образом характеристика развития цветка и плода имеет множество последствий для прикладных исследований, в том числе продовольственной безопасности растущего населения и сохранения экологических стратегий в рамках меняющейся окружающей среды8 , 9 , 10.
Цветок развития в проростках Arabidopsis начинается с цветок индукции и преобразование вегетативного Меристемы на Меристемы соцветия (группа цветов). Цветок Примордия инициируются боково на фланге соцветия Меристемы11. Примордия цветочные орган постепенно формируют концентрические мутовках от снаружи к центру цветка и в конечном итоге превратиться в7чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистиков. Эти цветочные органов выполнять собственный питательная, защитных и функциональных (например, привлечение опылителей) ролей в различных видов растений, с половыми органами, устойчивого развития мужских и женских gametophytes, соответственно12 , 13. gametophytes, в свою очередь, каждый дифференцировать пару мужчин (спермы) и женские гаметы (яйца и центральная ячейка), которые объединяют по двойной оплодотворения в форме следующего поколения, зиготы и основной эндосперма, поддержка терминалов ткани развитие эмбриона14,15. Плоды и семена развития поддержки роста, созревания и сохранение эмбриона и, в конечном счете, ее разгон. Обширные исследования была выполнена характеризовать цветок и развития эмбриона в видов различных растений, особенно в модели вида Arabidopsis7,16,17.
Ранние микроскопические анализы цветок развития были основаны на времени пример обработки и наблюдения, что методы, такие как парафин или встраивание смолы и секционирование, в сочетании с легкими или электронной микроскопии. Эти традиционные микроскопические методы были часто используется в сочетании с молекулярные генетические исследования, такие как микроскопические анализы мутантов, локализация РНК путем в situ гибридизация или иммуно обнаружение белков. Недавний прогресс в-поля и конфокальный флуоресцентной микроскопии, в состояние искусства трехмерного компьютерного изображения анализы и непрерывное совершенствование молекулярных методов, которые могут быть использованы на минимально обработанных образцов состава Гора, привело к необходимости методы обработки образца эффективной и минимальным, которые поддаются преференциально количественного анализа. В последние годы был достигнут значительный прогресс в развитии методов очистки на целом гора животных образца. Они транспарентности образца либо с помощью водного раствора мочевины - или на основе сахара реагенты (например, масштаб, SeeDB, КУБИЧЕСКИЙ)18,19,20, или выборочно удалить липидов (с использованием моющего средства SDS) после Встраивание образцов в стабильных гидрогели; удаление липидов может быть достигнуто либо путем пассивной диффузии (например, изменение ЯСНОСТИ протокол21, Пакт-ПАРС-колеса22) или активно электрофорезом (оригинал ЯСНОСТИ протокол23 и акт-вуаля24). Воодушевленные этой быстрый прогресс, некоторые производные методы появляются также для использования в растениях.
В этом документе методы сосредоточены на модели Arabidopsisмы описываем порядок надлежащего вскрытия бутонов, цветов, и молодые siliques и очистки всего гора образцов для разнообразной окраски и процедуры наблюдения с помощью Классическая или недавно метод очистки на базе ИКБ. Даны примеры крахмал, callose и окрашивание хроматина. Хотя эти процедуры может понадобиться дальнейшего улучшения и адаптации при использовании с другими видами, мы надеемся, что они будут почву для дальнейших исследований на этих простых, но важных методов, которые являются отправной точкой многих научно-исследовательских проектов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. цветок и стручок фиксации
2. диссекция под стереомикроскопом
3. на основе хлораль гидрата клиринга и комбинированных информационно окрашивание
Примечание: Наилучшие результаты для очистки на основе хлораль гидрата получаются с фиксированной материала FPA50.
4. Сводные Александр окрашивание и Герр в 4½ очистки пыльники
Примечание: Оригинальный Александр протокол основан на выпуск зерна пыльцы на слайде до окрашивания. Эффективной и более информативным, изменение Александр, окрашивание и очистки процедура является окрашивание зрелого зерна пыльцы в зрелый, но не вскрывающийся пыльники.
5. Удаление Экзина из пыльцы
Примечание: Мы рекомендуем использовать Карнуа с фиксатором для окрашивания DAPI.
6. лаурилсульфат натрия (SDS) очистка
Примечание: В зависимости от цветочные орган для анализа и исследователь навыки, чтобы вскрыть очень мягкий и малых образцов, SDS лечение может осуществляться либо перед (для опытных исследователей) или после вскрытия шаг (для менее опытных исследователи) на метанол уксусной кислоты фиксированной материала.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Арабидопсис принадлежит к семейству Brassicacea, принимая соцветия цветками бисексуалов, организовал в цветет (рис. 1). Каждый цветок имеет четыре чашелистика, четырьмя лепестками, шесть тычинок (четыре длинный и два коротких) и синкарпная гинецея, состоящий из двух врожденно плавленого плодолистиков (Рисунок 1F-H) расположены в четырех концентрических мутовках25,
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Существование многих бутоны в пределах одного соцветия Arabidopsis, охватывающей все этапы развития цветок, предлагает уникальную возможность для исследований, направленных на характеристике эффект лечения или функцию развития одновременно через различные этапы развития цветка. Хорошей отправной точкой между различными отдельных растений является открытие первый цветок основных соцветий. Растения обрабатываются таким образом, что цветение синхронизированы как возможно (например, 3 – 4 дня, расслоение на...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Эта работа была поддержана университета Цюриха, МЭФ Мари Кюри Грант (Грант нет. TransEpigen-254797 года хиджры), расширенный грант Европейского исследовательского совета (Грант нет. Medea-250358 уг) и исследования и разработки технологий проект (Грант MecanX уг) от SystemsX.ch, швейцарская инициатива по биологии систем.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильно>реагенты и материалы | |||
| этанол | Шарлау | ET00102500 | |
| уксусной кислотой | Апплименем | A3686,2500 | 100% Молекулярная биология Ледяная |
| уксусная кислота | Сигма-Олдрич | 320099 | Молекулярная биология |
| Метанол | Шарлау | ME03062500 | |
| Раствор формальдегида | Sigma-Aldrich | F1635 | |
| Пропионовая кислота | Sigma-Aldrich | 81910-250 мл | |
| Гидрат хлорала | Sigma-Aldrich | 15307 | |
| Глицерин | Roth | 3783.1 | |
| Гуммиарабик | Fluka | 51198 | |
| Молочная кислота | Fluka | 69773 | |
| Фенол | Sigma-Aldrich | 77607-250ML | Мы использовали жидкий фенол (используйте плотность, чтобы найти необходимый объем для вашего раствора) |
| Гвоздичное масло | Sigma-Aldrich | C8392-100ML | |
| Xylene | Roth | 4436.1 | |
| Йод | Fluka | 57665 | |
| Йодид калия | Merck | 5043 | |
| Малахитовый зеленый | Fluka | 63160 | |
| Фуксиновая кислота | Fluka | 84600 | |
| Оранжевый G | Sigma | 7252 | |
| Додецилсульфат натрия | Sigma-Aldrich | L3771 | Молекулярная биология Класс |
| гидроксида натрия | Sigma-Aldrich | 71690 | |
| Дигидрофосфат | натрия Applichem | A1047,1000 | |
| Двухосновной фосфат натрия | Sigma-Aldrich | S9763-1KG | |
| Фосфат калия | Sigma-Aldrich | 04347 | |
| EDTA | Applichem | A2937,1000 | |
| Calcofluor | Sigma | F6259 | Флуоресцентный отбеливатель 28 |
| Аурамин | Chroma | 10120 | |
| DAPI | Sigma | D9542 | токсичный |
| Triton-X-100 | Sigma | T8787 | |
| Анилиновый синий | Merck | 1275 | |
| MS средний | Каролина | 19-57030 | |
| Богатый питательными веществами субстрат | Einheitserde | ED73 | |
| Стекло | Без определенной марки | ||
| Сокол центрифуга пробирки 15 мл | VWR | 62406-200 | |
| Dumond Щипцы | Actimed | 0208-5SPSF-PS | |
| Щипцы | DUMONT BIOLOGY | 0108-5 | |
| Шприц | BD | BD Plastipak 300013 | 1 мл |
| Игла для подготовки | BD | BD Microlance 304000 | |
| Предметные стекла для микроскопа | Thermo Scientific | 10143562CE | обрезка |
| кромок Покровные стекла | Thermo Scientific | DV40008 | |
| Влажный ящик | Пластиковый ящик с влажным бумажным полотенцем и скользящими опорами внутри | ||
| Название | Company | Номер в каталоге | >Комментарии |
| Solutions< | |||
| >Fixatives | |||
| Carnoy's (Farmer's) | Абсолютный этанол: ледяная уксусная кислота, 3:1 (мл:мл)Фиксатор | ||
| метанол/уксусная кислота | 50 % (v/v) метанол, 10 % (v/v) ледяная уксусная кислота в деионизированной воде | ||
| фиксатор | Формалин, пропионовая кислота, 50% этанол; 5:5:90 (мл:мл:мл) | ||
| <сильно>Очищающие растворы | |||
| Хлорал гидрат/глицерин | Хлорал гидрат : глицерин : вода, 8:1:2 (г:мл:мл). Может использоваться на всех стадиях развития цветка и для силиконного развития с помощью DIC-микроскопии. Лучшим фиксатором является формалин на основе FPA50 | ||
| Modified Hoyer | Gum arabic 7,5 г, хлорал гидрат 100 г, глицерин 5 мл, вода 30 мл. Может использоваться на всех стадиях развития цветка и для силиконного развития с помощью DIC-микроскопии. Лучшим фиксатором является формалиновая основа FPA50 | ||
| Herr's 4½ очищающая жидкость | молочная кислота, хлоралгидрат, кристаллы фенола, гвоздичное масло, ксилол; 2:2:2:1, по весу. Может использоваться на всех стадиях развития цветка (особенно для развития тычинок) и для силиконного развития с помощью DIC-микроскопии. Лучшим фиксатором является раствор | ||
| SDS/NaOH | Разбавьте SDS и стоковый раствор NaOH до 1% SDS / 0,2 N NaOH (10-кратное разведение). Для всех стадий развития цветка и силика. Лучшим фиксатором является фиксатор метано/уксусной кислоты; Также можно использовать два других фиксатора. Можно комбинировать с калькофтором, аурамином, DAPI и раствором для окрашивания анилинового синего. | ||
| Исходный раствор | 10 % (w/v) додецилсульфата натрия. Растворите 10 г додецилсульфата натрия в 80 мл деионизированной воды и сделайте до 100 мл с деионизированной водой. | ||
| Стоковый раствор | 2 Н раствор NaOH: 4 г NaOH растворить в 40 мл деионизированной воды и сделать до 100 мл с деионизированной водой | ||
| <сильно>Комбинированные очищающие и окрашивающие растворы | |||
| Herr's IKI-4½ | К стандартному 4½ (всего 9 г) Добавить: 100 мг йода, 500 мг йодида калия. Это очищающее решение может быть использовано для всех стадий развития цветка и для силикового развития, как для повышения контрастности, так и для характеристики динамики крахмала. Используйте FPA50 для структурного анализа и фиксатор Карноя для количественного анализа крахмала. | ||
| Окрашивание Александра | зеленый (1% в 95% EtOH) 1 мл, фуксиновая кислота (1% в ddH2O) 5 мл, апельсин G (1% в ddH2O) 0,5 мл, фенол 5 г, хлорал гидрат 5 г, ледяная уксусная кислота 2 мл, глицерин 25 мл . Это очищение/окрашивание отдельно или в сочетании с Herr's 4½ Раствор может быть использован для оценки аборта пыльцы у цветков со зрелыми и трехклеточными пыльцевыми зернами. Он используется на свежезаточенном незакрепленном материале. | ||
| <сильно>Окрашивающие растворы | |||
| Раствор калькофтора | 0,007% в воде (г:мл). Первоначально использовался в качестве оптического осветлителя. Может использоваться для окрашивания целлюлозы, карбоксилированных полисахаридов и каллозы в клеточных стенках. Часто используется для окрашивания внутренней части пыльцевого зерна. С этим раствором можно использовать все три фиксатора. | ||
| Раствор | аурамина Аурамин 0,01% в воде (г:мл). Этот липофильный флуоресцентный краситель можно использовать для окрашивания кутикулы, кутина и экзина. С этим раствором можно использовать все три фиксатора | ||
| Калькофтор-аураминовая смесь | Раствор аурамина: Раствор Калькофтор, 3:1. Может использоваться для комбинированного окрашивания обоими растворами. Другие пропорции могут быть проанализированы с сохранением меньшей доли калькофтора по отношению к аурамину. | ||
| DAPI раствор | DAPI 0,4 мкг/мл, 0,1 М натрия фосфатный буфер (pH 7), 0,1% Triton-X-100, 1 мМ ЭДТА. Этот раствор можно использовать для окрашивания хромосомных разбросов во время мужского и женского мейоза, а также ядра клеток любых тканей. Часто используется для изучения развития пыльцевых зерен. Карной и метанол/уксусная кислота являются лучшими фиксаторами для этого решения. Фиксаторы на основе формальдегида, такие как FPA50, могут препятствовать окрашиванию. Возбуждение в ультрафиолетовом диапазоне и максимальное излучение около 461 нм. | ||
| Натрий-фосфатный буфер (0,1 М) | Протонный рецептор: 0,2 М Na2HPO4, донор протона: 0,2 М NaH2PO4, соотношение протонный донор / протонный рецептор: 1,364 ( для pH 7) | ||
| Анилиновый синий раствор | 0,1% (w/v) анилиновый синий, 108 мМ K3PO4 (pH 11), 2% глицерин. Этот раствор можно использовать для окрашивания каллозы и целлюлозы на многих стадиях развития (например, отложение каллозы в мужских и женских терадах, каллозные пробки в пыльцевых пробирках). Возбуждение в ультрафиоле и максимальное излучение около 455. Он также может возбуждаться на длине волны 514 нм с излучением в красном цвете для окрашивания содержимого клеток. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.