이 프로토콜에서 우리 애기 꽃과 siliques, 몇 가지 기본적인 개간 기술의 적절 한 해 부에 대 한 기법을 설명 하 고 생식 구조의 전체 마운트 관측에 대 한 절차를 얼룩이 지기 선정.
분자 유전자 연구에 대 한 강력한 도구, 인 애기 thaliana 식물 생물학으로 하 고, 특히, 식물 생식 생물학에서에서 가장 눈에 띄는 모델 종 중 하나입니다. 그러나, 식물 형태학, 해부학, 그리고 ultrastructural 분석 전통적으로 포함 포함 시간과 절차 밝은 필드, 스캐닝, 및 전자 현미경 단면. 공초점 형광 현미경 검사 법, 최신의 3 차원 전산 현미경 분석, 및 최소 처리 전체 산 표본에 사용 될 분자 기술의 지속적인 세련미에 최근 진행 상황에 대 한 수요 증가를 주도하 고 있다 효율적이 고 최소 샘플 처리 기술 개발. 이 프로토콜에서 우리 애기 꽃과 siliques, 기본 기술, 청소를 제대로 해 부에 대 한 기술 설명 그리고 일부 얼룩 절차 전체-마운트의 생식 구조 관찰.
꽃은 가장 중요 한 중 장기 적의 정의. 꽃 식물 몇 백만 90-130 년 전에 나타나1, 너무 빨리 그들의 급속 한 외관 찰스 다윈2“지독한 미스터리”로 기술 되었다 다양 하 고. 꽃 개발에 대 한 식물 연구자의 관심사는 다양 하다. 일부 연구는 전체, 또는 꽃3,,45,6의 특정 해 부, 구조, 및 기능 속성의 진화로 이해 하는 꽃의 진화 근원에 집중 . 그들에 의존 하는 성적 및 성적 재생산의 모드 뿐만 아니라 꽃 형태와 구조, 높은 변형 꽃 매우 복잡 한 구조를 확인 합니다. 유전 및 분자 조사7과 결합 될 수 있는 빛과 전자 현미경 기술을 사용 하 여 꽃 기관의 해부학 및 구조적 기능을 특성화 하기 위해 다양 한 노력을 주도하 고 있다. 또한, 과일과 씨앗, 소스 꽃은 인간과 동물 영양에 대 한 파라마운트 중요성의 이다. 따라서, 꽃 및 과일 개발의 특성화는 늘어나는 인구와 생태 보존 전략 변화 환경8 아래에 대 한 식량 안보를 포함 하 여 응용된 연구에 대 한 많은 의미는 , 9 , 10.
애기 에 꽃 개발 꽃 유도 및 꽃이 핌 (꽃의 그룹) 분열 조직에 식물 분열 조직의 변환으로 시작합니다. 꽃 primordia 옆 화 서 분열 조직11의 측면에서 시작 됩니다. 꽃 기관 primordia는 꽃의 중심에는 외부에서 동심 whorls에 점차적으로 형성 하 고 결국 sepals, 꽃잎, stamens, 및 carpels7으로 개발. 이러한 꽃 기관의 행 독특한 영양, 보호, 및 기능 (예를 들어, pollinator 매력) 다양 한 식물 종, 남성과 여성의 gametophytes, 각각12 의 개발을 유지 하는 성적인 기관 역할 , 13. gametophytes, 차례 차례로, 각 남성 (정자)의 쌍 차별화와 결합 시 여성 gametes (계란과 중앙 셀), 더블를 다음 세대, zygote, 기본 endosperm 수정 터미널 조직 지원 합니다 배아14,15의 개발. 과일, 종자 개발 성장, 성숙, 그리고 태아와, 결국, 그것의 분산의 보존을 지원 합니다. 광범위 한 연구 모델 종 애기7,,1617에 (서) 특히 다양 한 식물 종, 꽃과 배아 개발 특성화를 수행 하고있다.
꽃 발달의 이른 현미경 분석 시간이 걸리는 샘플 처리 및 파라핀 또는 수 지를 포함, 단면, 등 기법, 결합 빛 또는 전자 현미경 관찰에 근거 했다. 이러한 전통적인 현미경 기술은 돌연변이, 제자리에서 교 잡에 의해 RNA의 지역화 또는 단백질의 면역 검출의 현미경 분석 등 분자 유전자 조사와 함께에서 자주 사용 했다. 넓은 필드와 공초점 형광 현미경 검사 법, 최신의 3 차원 전산 이미지 분석 및 최소 처리 전체 산 표본에 사용 될 수 있는 분자 방법의 지속적인 세련미에에서 최근 진행 상황에 대 한 필요를 주도하 고 있다 효율적이 고 최소 샘플 처리 기술 정량 분석을 우선적으로 받을. 최근 몇 년 동안, 상당한 진행이 했다 전체-산 동물 표본에 개간 기술 개발. 그들은 렌더링 샘플 투명 수성 우 레 아 또는 설탕 기반 약 (예를 들어, 규모, SeeDB, 큐빅)을 사용 하 여18,,1920, 또는 선택적으로 후 (SDS 세제를 사용 하 여) 하는 지질을 제거 하 여 안정적인 hydrogels;에 샘플 포함 지질 제거 될 수 있다 수동 확산에 의해 달성 (예를 들어, 선명도 프로토콜21, 협정-동위-바퀴22수정) 또는 전기 이동 법 (원래 선명도 프로토콜23 , 법-프레스 토24)으로 적극적으로. 이 빠른 진행에 의해 격려 해, 일부 파생된 기술도 등장 하고있다 식물에 사용 하기 위해.
애기모델에 초점을 맞춘이 방법 종이, 우리 꽃 봉 오리, 꽃, 그리고 젊은 siliques의 적절 한 해 부와 다양 한 얼룩에 대 한 전체-마운트 샘플의 비운에 대 한 절차 및 사용 하 여 관찰 절차 설명 클래식 또는 최근 SDS 기반 개간 방법. 전 분, callose, 및 chromatin는 얼룩이 지기에 대 한 예제는 주어진 다. 이러한 절차 개선 및 적응 다른 종이 함께 사용 될 때 추가 해야 할 수도 있습니다, 하지만 그들은 많은 연구 프로젝트의 출발점은이 간단 하지만 중요 한 방법에 추가 연구를 위한 무대를 설정 됩니다 바랍니다.
애기, 모든 꽃 발달 단계에 걸친의 단일 화 서 내의 많은 꽃 봉 오리의 존재 연구 효과 치료의 발달 기능을 특성화 하기 위한 독특한 기회를 제공 꽃 발달의 다른 단계 걸쳐 동시에. 다른 개별 공장 사이 좋은 기준점은 주 화 서의 첫 번째 꽃의 개통. 식물 꽃 동기화 하는 방식으로 처리 됩니다 만큼 가능한 (예를 들어, 4 ° C에서 층 리 동기 씨 발 아 및 따라서 꽃도 더 극대화 하는 3-4 일)…
The authors have nothing to disclose.
이 작품은 취리히 대학, IEF 마리 퀴리 그랜트에 의해 지원 되었다 (no를 부여 합니다. 아에 TransEpigen-254797), 유럽 연구 위원회의 고급 부여 (부여 없음. U.G.를 MEDEA-250358), 그리고 SystemsX.ch, 시스템 생물학에서 스위스 이니셔티브에서에서 연구 및 기술 개발 프로젝트 (그랜트 U.G.에 MecanX).
Reagents and Materials | |||
Ethanol | Scharlau | ET00102500 | |
Acetic Acid | Applichem | A3686,2500 | 100% Molecular biology grade |
Glacial Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 320099 | Molecular Biology Grade |
Methanol | Scharlau | ME03062500 | |
Formaldehyde Solution | Sigma-Aldrich | F1635 | |
Propionic acid | Sigma-Aldrich | 81910-250 ml | |
Chloral hydrate | Sigma-Aldrich | 15307 | |
Glycerol | Roth | 3783.1 | |
Gum arabic | Fluka | 51198 | |
Lactic acid | Fluka | 69773 | |
Phenol | Sigma-Aldrich | 77607-250ML | We used liquid phenol (use the density to find the required volume for your solution) |
Clove oil | Sigma-Aldrich | C8392-100ML | |
Xylene | Roth | 4436.1 | |
Iodine | Fluka | 57665 | |
Potassium iodide | Merck | 5043 | |
Malachite Green | Fluka | 63160 | |
Fuchsin acid | Fluka | 84600 | |
Orange G | Sigma | 7252 | |
Sodium Dodecyl Sulfate | Sigma-Aldrich | L3771 | Molecular Biology Grade |
Sodium hydroxide | Sigma-Aldrich | 71690 | |
Sodium di-Hydrogen Phosphate | Applichem | A1047,1000 | |
Sodium phosphate dibasic | Sigma-Aldrich | S9763-1KG | |
Potassium phosphate | Sigma-Aldrich | 04347 | |
EDTA | Applichem | A2937,1000 | |
Calcofluor | Sigma | F6259 | Fluorescent brightener 28 |
Auramine | Chroma | 10120 | |
DAPI | Sigma | D9542 | toxic |
Triton-X-100 | Sigma | T8787 | |
Aniline blue | Merck | 1275 | |
MS medium | Carolina | 19-57030 | |
Nutrient-rich substrate | Einheitserde | ED73 | |
Watch maker's glass | No specific brand | ||
15 ml falcon centrifuge tubes | VWR | 62406-200 | |
Dumond Forceps | Actimed | 0208-5SPSF-PS | |
Forceps | DUMONT BIOLOGY | 0108-5 | |
Syringe | BD | BD Plastipak 300013 | 1 ml |
Preparation needle | BD | BD Microlance 304000 | |
Microscope slides | Thermo Scientific | 10143562CE | cut edges |
Coverslips | Thermo Scientific | DV40008 | |
Humid box | A plastic box with damp paper towel and slide supports inside | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Solutions | |||
Fixatives | |||
Carnoy's (Farmer's) fixative | Absolute ethanol : glacial acetic acid, 3:1 (ml:ml) | ||
Methanol/acetic acid fixative | 50 % (v/v) methanol, 10 % (v/v) glacial acetic acid in deionized water | ||
FPA50 fixative | Formalin, propionic acid, 50% ethanol; 5:5:90 (ml:ml:ml) | ||
Clearing solutions | |||
Chloral hydrate/glycerol | Chloral hydrate : glycerol : water, 8:1:2 (g:ml:ml). Can be used for all flower developmental stages and for silique development with DIC microscopy. The best fixative is the formaline based FPA50 | ||
Modified Hoyer | Gum arabic 7.5 g, chloral hydrate 100 g, glycerol 5 ml , water 30 ml. Can be used for all flower developmental stages and for silique development with DIC microscopy. The best fixative is the formaline based FPA50 | ||
Herr's 4½ clearing fluid | Lactic acid, chloral hydrate, phenol crystals, clove oil, xylene; 2:2:2:2:1, by weight. Can be used for all flower developmental stages (especially for stamen development) and for silique development with DIC microscopy. The best fixative is the formaline based FPA50 | ||
SDS/NaOH solution | Mix-dilute the the SDS and the NaOH stock solution to 1% SDS / 0.2 N NaOH (10x dilution). For all stages of flower and silique developmental stages. The best fixative is the methano/acetic acid fixative; the other two fixatives can also be used. Can be combined with calcofluor, auramine, DAPI, and aniline blue staining solution. | ||
SDS stock solution | 10 % (w/v) sodium dodecyl sulphate. Dissolve 10 g sodium dodecyl sulphate in 80 ml deionized water and make up to 100 ml with deionized water. | ||
NaOH stock solution | 2 N NaOH solution: dissolve 4 g of NaOH in 40 ml of deionized water and make up to 100 ml with deionized water | ||
Combined clearing and staining solutions | |||
Herr's IKI-4½ | To a standard 4½ (9 g in total) add: 100 mg iodine, 500 mg potassium iodide. This clearing solution can be used for all flower developmental stages and for silique development, either for increasing contrast or for characterizing starch dynamics. Use FPA50 for structural analysis and Carnoy's fixative for quantitative starch analysis. | ||
Alexander staining | Ethanol 95% 10ml, malachite green (1% in 95% EtOH) 1 ml, fuchsin acid (1% in ddH2O) 5ml, orange G (1% in ddH2O) 0.5ml, phenol 5g, chloral hydrate 5g, glacial acetic acid 2ml, glycerol 25ml . This clearing/staining alone or in combination with Herr's 4½ solution can be used to evaluate pollen abortion in flowers with mature and tricellular pollen grains. It's used on freshly harved non-fixed material. | ||
Staining solutions | |||
Calcofluor solution | Calcofluor 0.007% in water (g:ml). Originally used as an optical brightner. Can be used for staining cellulose, carboxylated polysaccharides and callose in cell walls. Frequently used to stain the intine of the pollen grain. All three fixatives can be used with this solution. | ||
Auramine solution | Auramine 0.01% in water (g:ml). This lipophilic fluorscent dye can be used for staining cuticles, cutin, and exine among others. All three fixatives can be used with this solution | ||
Calcofluor-Auramine mixture | Auramine solution : Calcofluor solution, 3:1. Can be used for a combined staining by both solutions. Other proportions can be assayed maintaining a smaller proportion of calcofluor with respect to auramine. | ||
DAPI solution | DAPI 0.4 ug/ml, 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7), 0.1% Triton-X-100, 1 mM EDTA. This solution can be used for staining chromosome spreads during male and female meiosis, and cell nuclei of any tissue. Frequently used for studying pollen grain development. Carnoy's and methanol/ acetic acid are the best fixatives for this solution. Formaldehyde-based fixatives such as FPA50 may interfere with the staining. Excitation in the UV and maximum emission around 461 nm. | ||
Sodium phosphate buffer (0.1 M) | Proton receptor: 0.2 M Na2HPO4, proton donor: 0.2 M NaH2PO4, ratio proton donor / proton receptor: 1.364 ( for a pH 7) | ||
Aniline blue solution | 0.1% (w/v) aniline blue, 108 mM K3PO4 (pH 11), 2% glycerol. This solution can be used for staining callose and cellulose of many stages of development (e.g callose deposition in male and female terads, callose plugs in pollen tubes). Excitation in the UV and maximum emission around 455. It can also be excited at 514 nm with emission in the red for cell content staining. |