В настоящем документе описаны два метода количественной оценки ответов на защиту в Arabidopsis thaliana после воздействия иммунных вырезов: преходящий окислительный всплеск и ингибирование роста рассады.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
В настоящем документе описаны два метода количественной оценки ответов на защиту в Arabidopsis thaliana после воздействия иммунных вырезов: преходящий окислительный всплеск и ингибирование роста рассады.
Растения развили надежную иммунную систему, чтобы воспринимать патогенные микроорганизмы и защищать от болезней. В этой статье описаны два анализа, которые могут быть использованы для измерения силы иммунной активации в Arabidopsis thaliana после лечения с молекулами выжидателя. Представленпервый первый метод для захвата быстро индуцированного и динамического окислительного всплеска, который может контролироваться с помощью наблюдения на основе люминола. Представлен второй метод, описывающий, как измерить иммунно-индуцированного ингибирования роста рассады. Эти протоколы являются быстрыми и надежными, не требуют специальной подготовки или оборудования, и широко используются для понимания генетической основы иммунитета растений.
Чтобы воспринимать и защищать от патогенных микроорганизмов, растения эволюционировали мембраны связаны рецепторы распознавания образов (PRRs), которые обнаруживают сохраненные молекулы микробов за пределами клетки, известные как микроб связанных молекулярных моделей (MAMPs)1. Привязка MAMPs к их cognate PRRs инициирует протеин киназы-опосредованную иммунную сигнализацию, приводящую к устойчивости болезни широкого спектра2. Одной из самых ранних реакций после активации PRR является фосфорилирование и активация интегральной плазменной мембраны RESPIRATORY BURST OXIDASE HOMOLOG (RBOH) белков, которые катализморают производство внеклеточных реактивных видов кислорода (ROS)3 , 4. ROS играют важную роль в установлении устойчивости к болезням, действуя как вторичные посланники для распространения иммунной сигнализации, а также прямые противомикробные агенты5. Первое наблюдение иммунно-elicited окислительного всплеска был описан с использованием клубней картофеля cv. Rishiri после Phytophthora infestans прививки6. ROS производство было оценено в несколькихвидов растений с использованием листовых дисков 7, клеточной суспензии культур8, и протопласты6. Описанный здесь простой метод для assaying шаблон-спровоцированный производство ROS в листовых дисках Arabidopsis thaliana (Arabidopsis).
В ответ на восприятие MAMP, активированные белки RBOH катализируют производство супероксидных радикалов (O2- ),гидроксиловые радикалы (ЗОХ) и синглетного кислорода (1O2), которые преобразуются в перекись водорода (H2O 2)во внеклеточном пространстве9. H2O2 может быть количественно люминол основе химилюминесценции в присутствии окислительного агента хрен пероксидаза (HRP)10. HRP окисляет H2O2 генерации гидроксидного иона (OH)и кислородного газа (O2), которые реагируют с люминолом для получения нестабильного промежуточного, который выпускает фотон света10. Фотон-излучение может быть количественно оценено как относительные световые единицы (RLUs) с помощью микроплитного считывателя или изображения, способного обнаруживать люминесценцию, которая стала стандартным оборудованием в большинстве молекулярных лабораторий. Путем измерять свет произведенный над интервалом 40-60 минут, преходящий окислительный взрыв можно обнаружить уже через 2-5 минут после обработки вымлитора, достигая пика на 10-20 минутах, и возвращающ к базальным уровням после q60 минут11. Кумулятивный свет, производимый в течение этого времени, может быть использован в качестве меры иммунной силы, соответствующей активации белков RBOH12. Удобно, что этот анализ не требует специализированного оборудования или громоздкой подготовки образца.
Пик вскоре после обнаружения MAMP, окислительный всплеск считается ранним иммунным ответом, наряду с активацией MAPK и производством этилена5. Позже иммунные реакции включают транскрипционного перепрограммирования, стоматальное закрытие, и осаждение клилоза2,5. Длительное воздействие MAMPs постоянно активирует энергично-дорогостоящие иммунные сигнализации в результате ингибирования роста растений, что свидетельствует о компромиссе между развитием и иммунитетом13. Шаблон триггеров роста саженцев (SGI) широко используется для оценки иммунной продукции в Арабидопсис и был неотъемлемой частью выявления нескольких ключевых компонентов иммунной сигнализации, включая PRRs14,15 ,16. Таким образом, в этой статье дополнительно представлена ассс для шаблона срабатывает SGI в Arabidopsis, в котором саженцы выращиваются в нескольких колодцев, содержащих стандартные средства массовой информации или средств массовой информации дополняется иммунной выдыхатель в течение 8-12 дней, а затем весил с помощью аналитической шкалы.
Чтобы продемонстрировать, как ROS и SGI анализы могут быть использованы для мониторинга PRR-опосредованной сигнализации, три генотипа, которые представляют различные иммунные выходы были выбраны: (1) дикий тип Arabidopsis присоединения Колумбии (Col-0), (2) доминирующей отрицательной bak1-5 мутант, в котором многофункциональный PRR ко-рецептор BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1-АССОЦИированный КИНАС1 (BAK1) является нефункциональным в иммунной сигнализации17,18,и (3) рецессивный cpk28-1 мутант, который не хватает регуляторный белок CALCIUM-DEPENDENT PROTEIN KINASE 28 (CPK28) и отображает повышенные иммунные реакции19,20. ROS и SGI анализы представлены в ответ на синтетически производства эльф18 пептид эпитоп бактериального фактора удлинения Ту (EF-Tu), признанных в Arabidopsis PRR EF-Tu RECEPTOR (EFR)15. Эти протоколы могут быть использованы с другими иммунными вылиторами, такими как бактериальная мотилизирующая белка flagellin14 или эндогенных растительных белков elicitor (AtPeps)16, однако, следует отметить, что отзывчивость растений отличается в зависимости от элицитор21. Вместе, ROS и SGI анализы могут быть использованы для быстрой и количественной оценки ранних и поздних PRR-опосредованных ответов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Обнаружение ВСПЛЕСКа ROS в дисках листьев Arabidopsis после иммунной выскания

2. Ассея ингибирования роста рассады рассады
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Мутант cpk28-119,25 и bak1-517,18 растений были использованы для демонстрации ожидаемых результатов для генотипов с высокими и низкими иммунными реакциями, соответственно, при окислительном взрыве и SGI анализы по отношению к фоновой проверке дикого типа (Col-0). Для оценки эффектов, зависящих от дозы, была использована 10-кратная серия пептидного разбавл...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В настоящем документе описаны два метода для оценки шаблона триггерных иммунных реакций в Arabidopsis, предлагая количественные подходы к оценке иммунной продукции без использования специализированного оборудования. В сочетании, срабатывающие шаблонЫ ROS и SGI могут быть использованы для оценки ранних и поздних реакций на восприятие микробов, соответственно.
Основным ограничением окислительного всплеска является изменчивость. По причинам, которые не до конца поняты, абсолютные RLUs ча...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Работа в нашей лаборатории финансируется через Природные ресурсы и инженерные исследования Совета Канады (NSERC) Discovery Program, Канадский фонд инноваций Джон Р. Эванс Лидер фонда, и Королевский университет. KS и IS поддерживаются тандемом Онтарио аспирантские стипендии и NSERC Канада стипендии для студентов магистра (CGS-M).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 20-20-20 Удобрение | Plant Prod | 10529 | Смешайте 1 г/л в воде и наносите на растения каждые 2 недели для оптимального роста. |
| 4 мм Biopsy Punch | Medical Mart | 232-33-34-P | Также можно использовать набор пробкового сверла с площадью поверхности 0,125 см^2. |
| 48-луночные стерильные планшеты с крышкой | Sigma-Aldrich | CLS3548 | |
| аналитическая шкала с осадкой Sheid | VWR | VWR-225AC | Для проведения анализов инициации роста может быть использована любая стандартная аналитическая шкала, однако оптимальным является прямой компьютерный вывод. |
| BioHit mLine Mechanical 12 многоканальный пипетка (30-300 мкл) | Sartorius | 725240 | Можно использовать любую многоканальную пипетку, а при необходимости и один пипеттер. |
| elf18 (Ac-SKEKFERTKPHVNVGTIG) | EZ Biolab | cp7211 | Храните 10 мМ стокового пептида при -80C в пробирках с низким содержанием связывания белка. После размораживания хранить 100 мкМ рабочего запаса при -20С. |
| Щипцы | Fisher Scientific | 22-327379 | |
| Пероксидаза хрена | Sigma-Aldrich | P6782 | Растворите в чистой воде. Хранить при температуре -20 °C в защищенном от света месте. |
| Люминол | Sigma-Aldrich | A8511 | растворить в ДМСО. Хранить при температуре -20 °C в защищенном от света месте. |
| Базальные соли Murisage and Skoog | Cedarlane Labs | MSP09-100LT | хранятся при температуре 4C. |
| Soil | SunGrow Horticulture | Sunshine Mix #1 | Для выращивания арабидопсиса также можно использовать другие типы почв. Смешивайте с водой при наполнении кастрюль. |
| Многорежимный микропланшетный ридер SpectraMax Paradigm с модулем LUM | Молекулярные устройства | Необходимо запросить ценовое | Для этих анализов может быть использован любой планшетный считыватель, способный обнаруживать люминесценцию. |
| Сахароза | Sigma-Aldrich | S0389-1KG | Хранить при комнатной температуре. |
| Белый полистирол 96-луночные пластины | Fisher Scientific | 07-200-589 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.