Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Kristalin Selüloz Birikimin Yüksek Çözünürlüklü Niceleme Published: May 10, 2016 doi: 10.3791/53707

Introduction

bitki hücre duvarı dinamik bir yapıdır. Büyüyen hücreleri hücreler genişletmek için izin veren kuruluş olan birincil hücre duvarı ile çevrilidir. depozito bitkinin mekanik destek geliştiren bir daha sert ikincil duvar büyümeye ateşkes Hücreler. Her iki hücre duvarları, farklı gelişim aşamasında arasında değişir ve 1,2 dokular farklı yapılarda (örneğin, hemiselüloz ve pektini) polisakaridlerinin bir matris içine gömülü, selüloz mikro-iplikçiklerinin oluşmaktadır. Selüloz sıkı bir kristalin yapısının mikrofibril oluşturulması için hizalanır (1,4) -β-D-glukan zincirleri olarak sentezlenir. Amorf selüloz glukan zincirleri daha sıralanır bölgeleri belirtir. Kristalin ve amorf alan arasındaki oran, mekanik mukavemet ve viskoelastik özelliklerini sırasıyla 3 sağlayarak hücre duvarının mekanik özelliklerini etkilediği düşünülen bir parametredir. Çeşitli yöntemler olmuşturX-ışını kırınımı ve çapraz polarizasyon / solid-state NMR 4 iplik sihirli açı algılamak ve aralarında selüloz düzenlemesinin iki formlarını ölçmek için geliştirdi. X-ışını difraksiyon numunesi 5 amorf selüloz etki karşı kristalin oranını belirlemek için kullanılabilir. Alternatif bir yöntem, sırasıyla, kristalin ve amorf selüloz ya da başka polimerler arasında ayrım, asit çözünmeyen ve asit çözünür malzeme içine hücre duvarı içeriği fraksiyonasyon kullanır. Bu yaklaşımda, işaretlenmiş glukoz ([14C] glukoz) eklenmesi, selüloz, 6,7 ölçmek için kullanılır. Bu yöntemler, en iyi tüm organ analizi için, bitki malzemesi, büyük hacimli gerektirir ve bu nedenle, hücre duvarı yapısına, doku spesifik varyasyona yetersiz duyarlıdır. Hücresel bir çözünürlükte selüloz mikro-iplikçiklerinin Görselleştirme değişiklikleri tespit olabilir, floresan boyalar ile birlikte 8,9 canlı görüntüleme çalışmaları elde edilebilirselüloz mikro-iplikçiklerinin yönelimi. Bununla birlikte, bu boyalar, miktar tayini için kullanılır, bu selüloz, kristal halindeki özgü değildir ve hücre duvarının 8 normal yapısına müdahale edebilir. Polscope ışık ışınlarını bölünmüş ve ışığı 10 bir kısmını geciktirmek için kristalli selüloz yeteneğine dayanan bir görüntüleme tekniğidir. Işık geriliği ışığı yayılma yönüne dik yalan mikrolitlerin en güçlü olduğu. Benzer bir yönlendirme ile mikro-iplikçikler, ışık geciktirici 11 daha büyük bir kristallik derecesi artar. Bu nedenle, polscope bağıl seviyelerde ve selüloz mikro-iplikçiklerinin yönünü hem de incelemek için kullanılır.

Hızla 12 genişletmek önce kökleri, hücre bölünmeleri bir dizi geçmesi, hücreler kök ucunda, kök hücre niş de kaynaklanan sırasında doğrusal bir büyüme sergilemektedir. kök içeren hücreler, bir tek yönlü (anizotropik) genişletmekşekilde, hücre duvarının 13 özelliklerini etkileyen küçük molekül sinyal hormonlar tarafından dikte edildiği gibi. Hormonlar Diferansiyel yanıtları, zaman ve mekan içinde, dengeli bir organ büyümesi 14 sağlamanın bir araç sağlar. Bu nedenle, hücre duvarı yapısının yüksek çözünürlüklü analizi daha iyi tüm organ büyümesine hücre tipine spesifik yanıtlar arasındaki bağlantıyı anlamak için gerekli önemli bilgiler sağlayabilir. Burada, yüksek kaliteli, anatomik bölümlerde görüldüğü gibi Arabidopsis kökleri kristalli selüloz dokuya özel birikmesini çalışma polscope uygulanmasını rapor etmektedir. Bu yöntem, en son hormon aktivitesi 15 uzaysal pertürbasyon yanıt olarak kristalli selüloz hücre tipine spesifik birikimi ortaya çıkardı.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Bitki Büyüme

  1. Yüzey tohumları sterilize edin.
    1. Islak ya da kuru bir yöntemle (30 mg kadar) tohum sterilize edin. Bir örnek olarak, kuru bir sterilizasyon yöntemi, en az 4 saat ve gece boyunca kadar kapalı bir kurutucuda bir cam beher içinde, 50 mi ağartıcı 1 ml buzlu HCI% 37 ekleyin. Bir kimyasal kaputu bu adımı gerçekleştirin.
  2. 0.5x Murashige & Skoog (MS) ortamında% 0.8 bitki agar ile plakalar üzerinde steril tohumlarını yaymak. Parafilm veya gözenekli bantla plakaları sarın ve alüminyum folyo ile kapatın.
  3. eşit bir şekilde çimlenmesine teşvik etmek için 4 gün 1 - 4 ° C'de plakaları saklayın.
  4. Arabidopsis fide yetiştirmek için uygun bir büyüme odasına plakaları aktarın. agar ortamı üstündeki kök büyümesini sürdürmek için ve penetrasyonu önlemek için dikey tabak yerleştirin.
  5. Aktarım fidanları çimlenme (DAG) 7 gün sonra sabitleştirici için.

2. Sabitleme

  1. 50 mi Richardson Solutio hazırlanmasıiki kez damıtılmış su içinde% 1 boraks (tampon maddesi),% 1 metilen mavisi ve% 1 Azure (histolojik boyalar) eşit hacimlerde bir araya getirilmesiyle n. Kullanmadan önce 0.22 mikron PVDF Filtre Ünitesi Driven bir Şırınga süzülür.
  2. 0.05 M Sodyum kakodilat (tamponlama ajanı)% 1.25 Glutaraldehyde: fiksatif 50 ml hazırlayın.
    Not: Bu malzemeler toksik olan ve kimyasal bir kaput ele alınması gerekir.
  3. Nihai sabitleme bir çözüm elde etmek sabitleme çözeltisine Richardson çözeltisi 100 ul (2.1 bakınız) (2.2) ekleyin.
  4. Marka, karşılık gelen Örnek adı, 6 gözlü bir plakanın her bir.
  5. fide, bir kez transfer tamamen sıvı ele alınacaktır, böylece kuyulara (2.3 bakınız) 3 ml nihai tespit çözümü - 2 yerleştirin.
  6. Dikkatle her kuyuya 10 fidan kadar, forseps kullanarak, aktarın. Parafilm kullanarak plakaları Seal. En az bir gece için, ve bir haftaya kadar karanlıkta 4 ° C'de saklayın,.

3. Dehidrasyon

    <li> fidan kurutmak. Burada yer alan gibi, etanol artan konsantrasyonlarda içeren, yeni 6-delikli plakalara arasında transfer:% 10 etanol, 15 dakika boyunca; 15 dakika boyunca% 30 etanol; 15 dakika boyunca% 50 etanol; 15 dakika boyunca% 70 etanol; 15 dakika boyunca% 85 etanol; 15 dakika boyunca% 95 etanol; gece boyunca, en azından 4 ° C,% 95 etanol. dikkatle plastik forseps ile tercih onların kotiledon, onları tutarak fidan tutun.

4. Sızma

  1. infiltrasyon ortamı hazırlayın. Küçük bir cam şişeye 50 mi bazik reçine sıvı kiti ile historesin kiti aktivatör 1 torbanın içeriği karıştırın. 20 dakika için mıknatıslı karıştırın. Sızma ortamının bir kaç hafta boyunca 4 ° C'de muhafaza edilebilir.
  2. Mark her gelen numune adıyla yeni bir 6-plaka kuyu ve 2 ile doldurun - infiltrasyon orta 3 ml.
  3. forseps kullanarak sızma ortamına% 95 etanol çözeltisinden fidan aktarın. fidan fu olduğundan emin olunLly ortam ile kaplı.
  4. Bitki dokularının içine maksimum nüfuz sağlamak için, en az 4 gün süreyle 4 ° C'de depolayın.

5. Blok Hazırlık

  1. küçük etiketler, kalıp gömme her bir kuyu içinde, örnek adıyla kalem işaretli yerleştirin.
  2. 15 ml sızma orta (4.1) 1 ml sertleştirici ekleyerek orta gömme hazırlayın. Polimerizasyon sorunları önlemek için, bir sesini daha küçük 15 ml hazırlamak için çalışmayın.
  3. de 200 ul gömme ortamı ile kalıp içinde, her yarım doldurmak ve kalıp şekline kesilmiş bir üst filmi parçası ile kapak ama her iki tarafta, 1 mm daha büyük bir boyuta. polimerizasyonun izin vermek için, en az 2 saat oda sıcaklığında inkübe edin. 5 saat aşmayın.
  4. gömme orta ek bir toplu hazırlayın (5.2) ve kök uçları kalıp içinde düzenlenmiş edilirken polimerizasyonu önlemek için, buz üzerinde tutmak.
  5. neşter kullanılarak bir diseksiyon kapsamında her kök ucu kesilmiş ve çok dikkatli bir i konumlandırmakT: dikey enine kesitler ya da yatay uzunlamasına kesit, yaklaşık 2 de - kalıp çeperine ile 3 mm. bir üst film ile çözelti ve kapağı bloke tamamen kalıp doldurun. o polimerize sonra engelleme çözümü biraz küçültmek unutmayın.
  6. en azından 2 saat boyunca oda sıcaklığında saklayın.
  7. blok kurutulması için, kuru silika jeli ile bir kutu içinde yer ve en azından, bir gece boyunca oda sıcaklığında bekletin.

6. Kesit

  1. Bir bıçak makinesi ile cam çubuklar cam bıçak hazırlayın. Doku kesit cam bıçak kullanın. Bir kare içine cam çubuk kesin ve sonra bir elmas puanlama aracını kullanarak, iki bıçak üretmek için çapraz kare kesti.
  2. Bir kesit makine kullanarak 3 mikron genişlik dilimleri, - 2 içine Bölüm blokları. su buharlaşana kadar - (60 ° C 50), yer distile su damlacıklarının üstünde bir bardak slayt dilimleri ve düşük ısı için ayarlanmış bir ısı bloğu üzerine slayt yerleştirin.

  1. Orijinal çözeltisi% 0.2 Richardson çözeltisi (2.1) ile seyreltilir ve dilimleri kapsayacak şekilde 1 ml kullanın. 5 saniye için ısı bloğuna yerleştirilir ve daha sonra damıtılmış su ile yıkayın.
  2. sıcak bir plaka üzerinde slayt kurutun. Ilgi dilimleri konumunu belirtmek için mikroskop altında daha sonraki kimlik kolaylaştırmak için, bir diseksiyon kapsamında gözlemleyin ve bir işaretleyici ile slayt arka işaretleyin.
  3. örtücü bir kılıfla montaj orta ve kapak 100 ul ekle.

8. Görüntü Alma

  1. Geciktirici bilgi ve polarize / girişim optik filtresi (Şekil 1 AD) elde etmek için uygun Polscope sistemi ile donatılmış bir ışık mikroskobu altında kök bölümleri içeren kapalı slayt yerleştirin.
  2. Numunenin tamamının açık görselleştirme sağlar seçin büyütme (örneğin, bu çalışmada 40X) ve mikroskop odakBlok bölümü ama hiçbir kök bölümü içeren boş bir alana e. Hiçbir lekeleri ile temiz bölge bulmaya çalışın. arka plan ayarlamak için bu bölgeyi kullanın.
  3. görüntüleme sistemi ve yazılım parametreleri ayarlayın: Set aralığı 17 nm. (8.2) "Otomatik Pozlama" Uygula ve boş alandan arka plan görüntüsünü alın. Bir arka plan görüntüsü deney başına kullanılır.

Selüloz Mikrofibril Oryantasyon 9. Polscope Analizi

  1. boyuna kesitlerin analizi.
    1. mikroskop altında boyuna kesitler içeren bir slayt yerleştirin ve bunun bir geciktirici görüntü elde. ilgi kök bölümünde mikroskop odaklanın. Yeni bir dosya adı sağlayın.
    2. "Canlı Abrio" pencereden bir Abrio görüntüsü (retardasyon bilgilerle görüntü) yakalayın. Şekil 2C'de gösterildiği gibi, hücre çevresi boyunca çalışan lekeli selüloz belirlenebilir hücre duvarı içeren bir bölümünü içine almak için edin.
  2. Görüntü analizi.
    1. görüntü yığını ilgili resmin üzerine çift tıklayın. "Ekran Ayarları" sekmesinde "Oryantasyon Sözde rengi" i seçin.
    2. Selüloz mikrofibril açısını tahmin etmek için, renk çarkı bu hücre duvarının karşılık gelen gölge eşleşir.
      Not: Şekil 2C'de renk çarkı mikrofibrillerin uzun ekseni boyunca yönünü gösterir mikrofibril boyunca uzanan ışık yavaş ekseni yansıtır. selüloz mikro-iplikçiklerinin açısı renk ve hücrenin uzun ekseni ile gösterilen açıdır. Örneğin, içerlek uzayan hücre hücrelerinin uzun eksenine yaklaşık 90 ° eğimli cam göbeği renkli gösterir.
    3. Hücre duvarının ortalama mikrofibril açısını ölçmek için, yazılımın araç çubuğundan "geciktirici ve Azimut Damgası" aracını kullanın. aracı, noktayı seçerek ve süre elde edilen görüntüde ilgilenilen bölgeye tıklayın.
      NOT: Bu wilderece açı (azimut) (Şekil 2C) ekranında l sonucu.
    4. eklenti menüsünden alternatif erişime açık polarize ışık görüntü analiz yazılımı, öğle yemeği "Pol-Analyzer" eklentisi. Yeni açılan pencerede, "Birefringence" sekmesini ve açık seçin ve ardından arka plan dosya ve resim dosyası kaydedin.
    5. Görüntü penceresinde, "Özellikleri" i seçin. ve (bu çalışma için kullanılması 5 piksel) 'YG piksel boyutunu' ayarlayın. "Özelliklerin." Içinde pencere seçin "Sonuç tablosunda göstermek değerler".
    6. Görüntü penceresinde ilgi bölgeyi işaretlemek için Poligon aracını kullanın. selüloz mikrofibril yönünü elde etmek için "Oryantasyon Lines" seçeneğini seçin.
      Not: Bu derece açı (azimut) ekranında neden olur.
      NOT: Her iki yöntemden biri ile hesaplanan ortalama açısı daha sonra slayt üzerinde kök bölümünün konumlandırılması normalize edilmelidir. sapma düzeltmek içinslayt boyunca bütün kök bölümünün yatay konumlandırma, (o bölüme dik ve kök büyüme ekseni, Şekil 2C boyunca olduğu) uzun ekseni boyunca hücreyi kuşatan hücre duvarının ortalama mikrofibril açısını ölçmek. Kök bölümü doğru slayt boyunca yerleştirilmiş olduğunda bu açı 180 ° 'dir. mikrofibril açısını hesaplamak için, 180 ° 'den sınırdaş hücre duvarının ortalama ölçülen mikrofibril açısını çıkarın. slayt üzerine düz yatıyor hücre duvarının ortalama ölçülen mikrofibril açısına sonuçlandı farkı ekleyin.

Kristalin selüloz Birikimi 10. Polscope Analizi

  1. enine (çapraz) bölümleri kullanın. bunların selüloz mikrolitler benzer açıyla sıralanması durumunda (9 belirlenen) bu kristal selüloz birikim hücreler arasında karşılaştırılabilir okuyabilir.
  2. görüntü yığını ilgili resmin üzerine çift tıklayın. Seç "PEkran Ayarları "sekmesinden" in "renk seudo.
  3. geciktirici ölçmek için. Zoom-in resmin üzerine. "Bölge" i seçin ve ilgi tüm bölgeleri işaretleyin. Tüm değerleri "Panoya kopyala" "ölçümleri" sekmesine ve taşıyın.
    1. Excel'e veri aktarımı ve gerekli bilgileri (geciktiricili bölgesini ortalama) ayıklayın. veri normalleştirmek.
      NOT: dilimler arasındaki kalınlık farklılıkları hesaba slayt belirli bir hücre duvarı kenarına göre değerlerini ifade etmek için. normalleştirmek için, aynı görüntüde farklı bir hücre duvarının ortalama geciktiricili tarafından ilgiyle hücre duvarına karşılık gelen ortalama geciktirici bölün. Örneğin dış epidermal hücre duvarı çalışmamızda iç kortikal hücre duvarı göre normalize edildi.
  4. Örnek başına 3 köklerinin en az, kök başına en az 3 bölümler için ölçümler tekrar edin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bir model, bir organ 15-17 olarak Arabidopsis kök kullanılarak brassinosteroidlerin (BR) için hücre tipine spesifik yanıtların etkisini incelemek. BR reseptör BRI1 hedeflendiğinde, olmayan saç hücreleri olarak adlandırılan epidermal hücrelerin bir alt kümesi (Şekil 2A, B), bu tek yönlü bir komşu hücrelerin hücre genişlemesi ve bütün kök büyüme 15 inhibe etmek bri1 mutantının arka bölgesi. Polscope analizi bu inhibisyonu altında yatan mekanizma ortaya çıkarmak için yapılmıştır. Yabani tip ve olmayan saç hücrelerinde BRI1 eksprese olan kuşaklardan elde edilen kök uzunlamasına bölümler, sadece kristal göre birikimi değişimini sağlayan, selüloz mikro-iplikçiklerinin (Şekil 2C, D ve şekilde 9.2.3 açıklanmıştır) benzer yönünü göstermektedir bu bölgelerin (Şekil 2E, F) alınan kesitleri kullanılarak meristematik ve uzatma hücrelerinde selüloz. Bu analiz göstermiştir KorelasyonBRI1 olmayan saç hücrelerinde ekspresyon ve kristalli selüloz lokal birikmesi arasındaki iyon. Takip deneyleri izoksaben düşük konsantrasyonlarda Selüloz sentezinin, hafif inhibisyonu da kısmen tek yönlü hücre genişlemesi ve kök uzunluğu 15 teşvik ederek, büyüme inhibisyonu geri bu hücreler, kristalin selüloz seviyesini düşürdüğünü göstermiştir.

Şekil 1
Şekil 1:. Polarize Işık Mikroskopisi sistemi Polscope sistemi, bir ışık kaynağı (C) üst kısmında yer alan bir CCD dijital kamera (B), analiz cihazı ve yeşil bir sıvı kristal ile donatılmış bir ışık mikroskobu (A) oluşur, (D). Abrio yazılım görüntü toplama ve analiz için kullanılmıştır. tıklayınız to bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntüleyin.

şekil 2
Şekil 2: Hücre-Duvar Kompozisyon Polscope Analizi. (A) kurucu dokuların radyal organizasyonunu gösteren Arabidopsis birincil kök kesiti. Bunlar arasından, epidermal olmayan saç hücreleri (= N); Saç hücreleri (H) ve korteks (C) olarak işaretlenmiştir. Bar, 10 mikron. (B) olmayan saç hücreleri hedefleyen BRI1-GFP ifade kök mikroskopisi görüntüleri. Hücreler, Yeşil, BRI1-GFP ifade işaretler Beyaz, PI boyama. Bar, 20 um. (C) vahşi tip olmayan saç hücrelerinde BRI1 ifade eden bitkilerin elde edilen köklerin uzunlamasına bölümleri. Selüloz mikrolitler açısı (yani kök uzun ekseni yansıtan renk ve hücre uzun ekseni arasındaki açı) iki çizgi arasındaki benzer. Bunu L boyunca hücre eteklenen hücre duvarıong eksen çevrilidir; açı işareti ölçülür gölgeli hücre duvarını temsil etmektedir. Bar, epidermal hücre duvarlarında selüloz mikrofibril açısı 50 um. (D) miktarının belirlenmesi. Meristematik hücreler içinde mevcut açı yüksek değişkenlik not edin (örn, meristematik bölgesi MZ) kutu diyagramı ile yansıtılan, geçiş bölgesinin (TZ) hücrelere göre. olmayan saç hücrelerinde BRI1 ifade vahşi tip ve bitkiler arasındaki benzerlik ortalama selüloz mikrofibril açısı bunlara karşılık gelen gelişimsel bölge hücrelerde kristalin selüloz birikimi karşılaştırılmasına olanak sağlar. Her bir numune ortalama açı kırmızı bir çizgi ile gösterilir. Hafif geciktirici modunda gösterilen bu aynı bitki kökenden (EF) Enine kök bölümleri. 17 nm - renk skalası 0 ışık geciktirici temsil eder. Meristem (E) ve uzamaya tekabül Bölümler (F) bölgeleri gösterilmiştir. Bar, 50 um. Dış epidermal hücre duvarı ve içkortikal hücre duvarı polscope görüntülerden hesaplanan geciktirici değerleri. (G) Kantitasyonu çevrilidir. Değerler, dış epidermal hücre duvarı ve iç kortikal hücre duvarı arasında geciktiricilik oranı olarak ifade edilmiştir. Not sadece bu hücrelerde BRI1 ifade eden çizgilerde olmayan saç hücreleri kristal selüloz yüksek erime. + SE anlamına gelir; 40 <n <600; (**) P <0.01; (***), Iki kuyruklu t-testi P <0.001. Şekil kabul edilen ve 15 ila güncellenmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Anatomik bilgi korurken Burada, Arabidopsis kökleri oluşturan farklı dokularda kristalin selüloz birikmesine tayini için bir yöntem sunulmaktadır. Bu nedenle, bir selüler çözünürlükte bitki büyüme süreçlerinin anlaşılması yönünde bir adım içerir. Bu yöntem, aynı zamanda, ek bitki türleri ve organların çalışma için uygulanabilir.

yöntemi uygulanırken noktalarının sayısı dikkate alınmalıdır. Belirli bir kök bölümü ilk, kristalin selüloz birikimi bunların selüloz mikro-iplikçiklerinin yönü benzer, farklı genotipler arasında bölümleri arasında ve tedaviler arasında, dokular arasında karşılaştırılabilir. Selüloz mikro-iplikçikleri yönlendirme hücre duvarının 18 bir yüzü ihtiva eden uzunlamasına kesit olarak belirlenir. Bu nedenle, iç en olanlara dış dan, köklerin farklı dokuları kapsayan boyuna kesitlerin serisi, analys etkinleştirmekBelirli bir gelişme aşamasında farklı dokularda selüloz mikrolitler yönlendirme göstermektedir. Epidermisin uzama hücreler daha organize bir yapıya sahip ise burada gösterilen örnekte, epidermisin meristematik hücreler arasında bir ortalama selüloz mikrolitler açısı, 140 ° 'lik bir ortalama selüloz mikrolitler açısı ile, selüloz mikro-iplikçikleri yönelimlerin geniş bir aralığı 120 °. Bu ölçümler, böylece karşılık gelen hücre tipleri ve gelişim bölgesi, nispi kristalli selüloz birikimi emin bir karşılaştırmasını sağlar, yabani tip ve mutant ilgi benzerdi.

İkinci olarak, farklı bölümlerin genişliği değişkenliği ölçülen ışık geciktiricilik düzeylerini etkileyebilir. Bu, farklı bir doku (korteks hücreleri) geciktirici ölçümüne faiz (epidermal hücreler) doku ham geciktirici ölçümlerini normalize ederek burada aşılmasıdır. normalleştirilmiş değerler are sonra karşılaştırıldığında (Şekil 2E-G'ye bakınız).

Son olarak, enine kesitler kökü boyunca, farklı gelişim bölgeleri yakalamak. enine kesitte bu bölgelerin tanımlanması verilerin yorumlanması için önemlidir. bölümünde dıştaki yanal kök kap hücre tabakasının kaybı basit bir bölge işaretleyici içermektedir. Genel olarak, hücreler, bundan sonra, korumasız epidermisin en dış dokusu 19 olur, yan kök kapağın eski cep, programlanmış hücre ölümünü uğrar onların hızlı genişleme başlar.

Şu anda, amorf selüloz etki karşı kristal oranının bir hücresel çözünürlük ölçümünü sağlayan yöntemler bulunmamaktadır. Nitekim, bu da burada sunulan yöntemin bir sınırlama olduğunu. Bununla birlikte, kristalin selüloz başına birikimini iletişim kabiliyeti önemli bir ilerlemedir, kristalin selüloz olarak yüksek bağıl seviyelerde büyük olasılıkla daha vermektedirartan gerilme gücüne sahip sağlam hücre duvarı. yüksek çözünürlüklü araçlarının geliştirilmesi tam mekanik özellikleri yanında hücre duvarı gelecekteki sorun olmaya devam kompozisyonunu belirlemek için.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Murashige & Skoog (MS) Duchefa M0221
Borax LOBA CHEMIE  6038
Methylene blue Sigma M-9140
Azure Sigma 861065
Syringe Driven 0.22 mm PVDF Filter  MILLEX-GV
Glutaraldehyde EMS 16220
Sodium Cacodylate Sigma C-0250
Leica kit historesin  Leica 7022 18 500
embedding molds Agar Scientific AGG3530
film 100 µ P.P.C.  www.Jolybar.com overhead film
Knivemaker LKB 7800
Ultratome III LKB 8800 Ultratome
Shandon immumount  Thermo 9990402 mounting medium
light microscope Nikon Eclipse 80i
Abrio imaging system CRI Abrio imaging system
Abrio V2.2 software CRI Abrio V2.2 software
Open access polarized light image analysis software   OPS OpenPolScope http://www.openpolscope.org/

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cosgrove, D. J. Growth of the plant cell wall. Nat Rev Mol Cell Biol. 6, 850-861 (2005).
  2. Wolf, S., Hematy, K., Hofte, H. Growth control and cell wall signaling in plants. Annu Rev Plant Biol. 63, 381-407 (2012).
  3. Mazeau, K., Heux, L. Molecular Dynamics Simulations of Bulk Native Crystalline and Amorphous Structures of Cellulose. J. Phys. Chem. B. 107, 2394-2403 (2003).
  4. Zhao, H., et al. Studying cellulose fiber structure by SEM, XRD, NMR and acid hydrolysis. Carbohydr Polym. 68, 235-241 (2007).
  5. Fujita, M., et al. Cortical microtubules optimize cell-wall crystallinity to drive unidirectional growth in Arabidopsis. Plant J. 66, 915-928 (2011).
  6. Peng, F., et al. Fractional separation and structural features of hemicelluloses from sweet sorghum leaves. Bioresources. 7, (2012).
  7. Xu, S. L., Rahman, A., Baskin, T. I., Kieber, J. J. Two leucine-rich repeat receptor kinases mediate signaling, linking cell wall biosynthesis and ACC synthase in Arabidopsis. Plant Cell. 20, 3065-3079 (2008).
  8. Anderson, C. T., Carroll, A., Akhmetova, L., Somerville, C. Real-Time Imaging of Cellulose Reorientation during Cell Wall Expansion in Arabidopsis Roots. Plant Physiol. 152, 787-796 (2010).
  9. Baskin, T. I., Beemster, G. T., Judy-March, J. E., Marga, F. Disorganization of cortical microtubules stimulates tangential expansion and reduces the uniformity of cellulose microfibril alignment among cells in the root of Arabidopsis. Plant Physiol. 135, 2279-2290 (2004).
  10. Iyer, K. R. K., Neelakantan, P., Radhakrishnan, T. Birefringence of native cellulosic fibers. I. Untreated cotton and ramie. J. Polym. Sci. A-2: Polymer Physics. 6, 1747-1758 (1968).
  11. Abraham, Y., Elbaum, R. Quantification of microfibril angle in secondary cell walls at subcellular resolution by means of polarized light microscopy. New Phytol. 197, 1012-1019 (2013).
  12. Petricka, J. J., Winter, C. M., Benfey, P. N. Control of Arabidopsis root development. Annu Rev Plant Biol. 63, 563-590 (2012).
  13. Vanstraelen, M., Benkova, E. Hormonal Interactions in the Regulation of Plant Development. Annu Rev Cell Dev Biol. , (2012).
  14. Singh, A. P., Savaldi-Goldstein, S. Growth control: brassinosteroid activity gets context. J Exp Bot. 66, 1123-1132 (2015).
  15. Fridman, Y., et al. Root growth is modulated by differential hormonal sensitivity in neighboring cells. Genes Dev. 28, 912-920 (2014).
  16. Vragovic, K., et al. Translatome analyses capture of opposing tissue-specific brassinosteroid signals orchestrating root meristem differentiation. Proc Natl Acad Sci U S A. 112, 923-928 (2015).
  17. Hacham, Y., et al. Brassinosteroid perception in the epidermis controls root meristem size. Development. 138, 839-848 (2011).
  18. Gu, Y., et al. Identification of a cellulose synthase-associated protein required for cellulose biosynthesis. Proc Natl Acad Sci U S A. 107, 12866-12871 (2010).
  19. Fendrych, M., et al. Programmed cell death controlled by ANAC033/SOMBRERO determines root cap organ size in Arabidopsis. Curr Biol. 24, 931-940 (2014).

Tags

Bitki Biyolojisi Sayı 111 Kristal selüloz polscope polarize ışık kök anatomik bölümleri hücre duvarı kök fizyolojisi
Kristalin Selüloz Birikimin Yüksek Çözünürlüklü Niceleme<em&gt; Arabidopsis</em&gt; Kökler Doku spesifik Hücre Duvarı Değişiklikler Monitör
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Fridman, Y., Holland, N., Elbaum,More

Fridman, Y., Holland, N., Elbaum, R., Savaldi-Goldstein, S. High Resolution Quantification of Crystalline Cellulose Accumulation in Arabidopsis Roots to Monitor Tissue-specific Cell Wall Modifications. J. Vis. Exp. (111), e53707, doi:10.3791/53707 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter