La morfología del pelo de la raíz de plántulas de Arabidopsis en una plataforma de microfluídica de dos capas de imagen

Summary

Este artículo muestra cómo cultivar plántulas de Arabidopsis thaliana en una plataforma de dos capas de microfluidos que confina la raíz principal y pelos de la raíz a un solo plano óptico. Esta plataforma puede utilizarse para imágenes ópticas en tiempo real de la morfología de la raíz fina, así en cuanto a la proyección de imagen de alta resolución por otros medios.

Abstract

Pelos de la raíz aumentar la superficie de la raíz para la mejor absorción de agua y absorción de nutrientes por la planta. Porque son de tamaño pequeño y a menudo obscured por su entorno natural, la función y morfología del pelo de la raíz son difíciles de estudiar y a menudo excluidos de la investigación de la planta. En los últimos años, las plataformas microfluídicas han ofrecido una manera de visualizar sistemas radiculares en alta resolución sin perturbar las raíces durante la transferencia a un sistema de proyección de imagen. La plataforma de microfluidos presenta aquí construye en investigaciones anteriores de la planta en un chip mediante la incorporación de un dispositivo de dos capas para limitar la raíz principal de Arabidopsis thaliana en el mismo plano óptico como los pelos de raíz. Este diseño permite la cuantificación de los pelos de la raíz en un celular y organelas nivel y también evita el eje z a la deriva durante la adición de tratamientos experimentales. Se describe cómo almacenar los dispositivos en un ambiente contenido e hidratado, sin necesidad de bombas fluídicas, manteniendo un ambiente gnotobiótico para la plántula. Tras el experimento de proyección de imagen óptico, el dispositivo puede desmontado y utilizado como sustrato de fuerza atómica o microscopía electrónica de barrido manteniendo estructuras fina raíz intacta.

Introduction

Características del bien raíz aumentan agua y adquisición de nutrientes para la planta, explorar nuevos espacios de suelo y el aumento de la superficie total de la raíz. El volumen de negocios de estas características de raíz fina juega un papel importante en estimular la cadena alimenticia metro¹ y el número de raíces finas en determinadas especies de plantas es que doble en dióxido de carbono atmosférico elevado². Raíces finas se definen generalmente como aquellos menores de 2 mm de diámetro, aunque nuevas definiciones de abogan para la caracterización de las raíces finas por su función³. Como m....

Protocol

1. dos capas fabricación de plataforma

1. Fabricación de múltiples maestros
   1. Vuelta capa de photoresist negativo basado en epoxy (~63.45% sólidos, 1.250 cSt) según las especificaciones del fabricante (2.000 rpm durante 45 s) sobre una oblea de silicio de 4 pulgadas de diámetro para obtener la altura deseada de 20 μm para la primera capa de diseño.
   2. Suave-cueza al horno las obleas recubierta resisten durante 4 min a 95 ° C. Permiten oblea enfriar durante 5 minutos expone la oblea a la luz por 15 UV s (~ 150 mJ/cm² a 365 nm) a través de un photomask en UV en contacto con alineador para definir la geometría de la ....

Results

Los dispositivos de microfluidos PDMS dos capas descritos aquí tienen un canal alta de 200 μm en la principal raíz de Arabidopsis y una cámara alta de 20 μm a confinar lateralmente crecientes pelos de la raíz (figura 1A). Este diseño puede usarse para especies con diámetros de raíz similares como Arabidopsis thaliana y puede ser fácilmente modificado para alojar especies de diferentes tamaños. El diseño incorpora una entrada para la.......

Discussion

El método descrito en este artículo para crear una plataforma de planta-en-un-chip es único en que las dos capas diseño confines los pelos de la raíz a un solo plano de proyección de imagen y la plataforma puede deconstruyen y utilizados como sustrato para la proyección de imagen de alta resolución no ópticos . Usando proyección de imagen no ópticos de alta resolución puede proporcionar información valiosa sobre el tejido de la planta que no se podía obtener de la proyección de imagen óptica sola. Por ejemplo, proyección.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Oblea de silicio	WRS Materiales	100 mm de diámetro, 500-550 um de espesor, Prime, 10-20 resistividad, N / Phos< 100>
Quintel Alineador de contacto	Neutronix Quintel Corp	NXQ 7500 Alineador
Microscopio fluorescente	Nikon	Eclipse Ti-U
tejido de laboratorio	Kimberly Clark	Kimwipe KIMTECH SCIENCE Marca, 34155
Negativo Fotorresistente Epoxi	Microchem	SU-8 Serie
Revelador fotorresistente	Microchem	Su-8 revelador
tricloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-octil)silano	Sigma Aldrich		uso en campana química
Limpiador de plasma de aire	Harrick Plasma
PDMS	Dow Corning	Sylgard 184 Base de elastómero
Agente de curado PDMS	Dow Corning	Sylgard 184 Agente
de curado de elastómero de siliconaDesecador	Bel-Art	F42010-000
Bisturí			X-acto
Punzón de biopsia	Ted Pella	15110-15
Cinta adhesiva	Grapas	Cinta invisible Tubo
microfuga	Eppendorf
Triton X	J.T.Baker XI98-07
Lejía	Chlorox	Medios concentrados
de origen vegetal	Fitotecnología Laboratorios	M524
Agar	Teknova	A7777
Película de cera	Parafilm
Microscopio	Olympus	IX51
Keysight	Technologies	5500 PicoPlus AFM
Placa de Petri	VWR
Microscopio electrónico de barrido	JEOL	7400
Evaporador de haz de electrones de doble cañón	Thermionics	Sistema