Summary
Nazik bir dokunma kuvveti yükleme makinesi insan saç fırçaları, robotik kollar ve bir kumandanın inşa edilmiştir. Saç fırçaları makineye monte edilen robotik kollar tarafından tahrik edilir ve bitkiler üzerinde dokunmatik kuvvet uygulamak için periyodik olarak hareket ederler. Makine odaklı saç dokunuşlarının gücü, manuel olarak uygulanan dokunuşlarla karşılaştırılabilir.
Abstract
Bitkiler hem hücre içi hem de hücre dışı mekanik stimülasyon (veya kuvvet sinyalleri) yanıt ve özel morfolojik değişiklikler, denilen bir thigmomorphogenesis geliştirmek. Geçtiğimiz yıllarda, birkaç sinyal bileşenleri tespit edilmiş ve mechanotransdution dahil olmak üzere bildirilen (örneğin, kalsiyum iyon bağlayıcı proteinler ve jasmonik asit biyosentez enzimleri). Ancak, kuvvet sinyalizasyon veya thigmomorphogenesis çalışmada araştırmanın nispeten yavaş hızı büyük ölçüde iki nedenden dolayı atfedilir: thigmomorphogenesis ve kuvvet gücü hataları zahmetli insan el manipüle dokunmatik indüksiyon için gereksinimi insanların el dokunma ile ilişkili. Bir bitki organizmasında dış kuvvet yükleme verimliliğini artırmak için, otomatik bir dokunmatik kuvvet yükleme makinesi inşa edilmiştir. Bu robotik kol odaklı saç fırçası dokunuşları, işgücü tasarrufu ve kolayca tekrarlanabilen dokunmatik kuvvet simülasyonu, sınırsız sayıda dokunma tekrarlama ve ayarlanabilir dokunmatik mukavemeti sağlar. Bu saç dokunma-kuvvet yükleme makinesi dokunmatik kuvvet sinyalizasyon mutantlar ve bitki thigmomorphogenesis phenomics çalışma hem büyük ölçekli tarama için kullanılabilir. Buna ek olarak, insan saçı gibi dokunma malzemeleri, hayvan saçı, ipek ipliği ve pamuk lifleri gibi diğer doğal malzemelerle değiştirilebilir. Makinede otomatik hareket eden kollar, sırasıyla yağmur damlaları ve rüzgarın doğal kuvvetlerini taklit etmek için su yağmurlama memeleri ve hava Blower ile donatılmış olabilir. Bu otomatik saç dokunma-kuvvet yükleme makinesini elle gerçekleştirilen pamuk çubuklu dokunuşuyla birlikte kullanarak, iki kuvvet sinyalizasyon mutantların dokunmatik yanıtı araştırdık, MAP kınase KINASE 1 (MKK1) ve MKK2 tesisleri . Dokunmatik kuvvet yüklü vahşi tip bitkiler ve iki mutantların phenomes istatistiksel olarak değerlendirildi. Onlar dokunma yanıtı önemli farklılıklar sergilediler.
Introduction
Bitki thigmomorphogenesis Jaffe tarafından icat edildi bir terim, MJ 19731. Bu bir bitki tropism ama iyi bilinen fototropism veya çekim ışığı veya yerçekimi uyaranlara neden gravitropizm farklı2,3. Bu periyodik mekanik stimülasyon ile ilişkili fenotipik değişiklikler açıklar, hangi sıklıkla botanikçiler tarafından önceki zamanlarda gözlenen olmuştur4,5. Yağmur damlaları, Rüzgar, bitki, hayvan ve insan dokunuşları, hatta hayvan ısırıkları, tüm bitkiler4,5sinyalizasyon kuvvet tetikleyici mechano-uyaran farklı türleri olarak kabul edilir. Bitki thigmomorphogenesis özellikleri bolting gecikme, daha kısa bir kök, Otsu bitkiler küçük rozet/yaprak boyutu ve Woody bitkiler6,7,8kalın kök içerir. Bu tigmonastic veya thigmotropic yanıt genellikle Mimoza bitki veya diğer mekanik duyarlı Vines bulunan aksine, bu hızlı dokunma tepkiler daha kolay gözlenen1,9,10. Diğer taraftan thigmomorphogenesis, yavaş büyüme tepkisi nedeniyle gözlemlenmesi nispeten zordur. Thigmomorphogenesis genellikle haftalar veya hatta yıl sürekli kuvvet yükleme stimülasyon takip görülür. Bitki dokunma tepkisi bu eşsiz doğası güçlü bir şekilde dokunmatik kuvvet sinyalizasyon dayanıklı mutantlar izole etmek için insan el dokunma stimülasyon kullanarak ileri genetik ekran gerçekleştirmek için yapar.
Son6 ' da kuvvet sinyal dönüştürücülerinin ve thigmomorphogenesis 6, 11, moleküler ve hücresel biyolojik deneylerin temelindeki moleküler mekanizmaların yapılmasının 12,13,14. Bu çalışmalar, bitki kuvveti sinyal reseptörlerinin özellikle mekanik duyarlı iyon kanalları (msc) ve membran yayılma proteinleri multimeric kompleksleri tarafından oluşan gergin msc kompleksleri oluşur önerdi11,14 , 15. ilk dokunuşla saniye içinde oluşturulan sitoplazmik CA2 + geçici başak. Rüzgar, yağmur, ya da gravi-stimulasyon nükleer olaylara kuvvet sinyalleri geçiş için aşağı kalsiyum sensörleri ile etkileşime girebilir14,16,17,18. Moleküler ve hücresel çalışmalara ek olarak, bitkilerin manuel parmak dokunmadan ileri genetik ekran fitohormonlar ve İkincil metabolitler sonucu dokunma indüklenebilir (TCH) gen ifadesi aşağıdaki dahil olduğunu buldu Touch-Force yükleme13,19. Örnekler için, AOS ve opr320 mutantlar genetik çalışmalarda şimdiye kadar tespit edilmiştir. Ancak, thigmomorphogenesis çalışmada ileri genetik uygulama ile ilgili önemli sorun hala yoğun işgücü dokunmatik yanıt seviyesini quantitating ve genetik mutasyona uğramış büyük bir nüfus dokunmadan için gerekli bireysel bitkiler. Zaman alan sorun da el dokunmadan tabanlı mutant ekran14,20devam ediyor. Bir örnek için, bir dokunma kuvveti stimülasyon bir tur tamamlamak için, bir kişinin tek bir bitki üzerinde 30-60 kez (saniyede bir dokunuş) dokunmak gerekir. İstatistiksel fenotip analizi için yeterli sayıda bitki olması için, 20-50 aynı genotipteki bireysel bitkiler normalde dokunma kuvveti yükleme işlemi için gereklidir. Bu dokunma kuvveti yükleme rejimi, bir kişinin bir genotipi tercih üzerine sürekli olarak 600-3000 dokunuşları gerçekleştirmesi gerektiği anlamına gelir. Dokunmatik bu tür normalde 3 ila 5 mermi bir gün, hangi yaklaşık 1800-15000 parmak veya bitki genotip başına gün başına pamuk çubukla dokunuşlar eşittir tekrarlanan gerekir. İyi eğitimli bir kişi normalde güç ve kuvvet ve güç büyük varyasyonu önlemek için bir gün içinde tekrarlama birçok tur boyunca arzu edilen bir Aralık içinde birden fazla dokunuşların gücünü korumak için gereklidir. Bu thigmomorphogenesis bir doyurabilir ve doza bağlı bir süreç6,21, dokunmatik kuvvet/mukavemet bir bitkinin dokunma tepkisi tetikleme başarı için kritik olur bilinmektedir.
Kişiye bağlı dokunmatik kuvvet yüklemesini kaldırmak ve kabul edilebilir bir hata aralığı14içinde mekanik uygulama korumak için, bu nedenle El manipüle dokunuşları yerine otomatik bir dokunmatik kuvvet yükleme makinesi tasarladık. Makine, her biri bir insan saç fırçası ile donatılmıştır inşa 4 hareketli kollar vardır. Bu sürüm, insan saç dokunma kuvveti yükleme özelliğini belirtmek için model K1 olarak adlandırılır. Eğer 4 genotip bir makine altında thigmomorphogenesis veya dokunma tepkisi için nicel olarak ölçüldüğünde, 40-48 genotip başına kişi ölçülebilir. Dokunma tekrarı her turda (daha az 60 bitki başına dokunma kez) hareketli bir hız ayarlanabilir robotik kol kullanarak 5 dakikadan az sürer. Böylece, bir model K1 dokunmatik makine üzerinde bitkiler mekanik olarak birden fazla tur için bir gün ya sabit bir dokunuş-Force yükleme veya başlangıçta programlanmış olarak güçlü farklı düzeylerde uyarılabilir.
Arabidopsis thaliana, bir model bitki organizma, bu nedenle tam otomatik saç dokunmatik kuvvet yükleme makinesi uygulaması test etmek için hedef bitki türleri olarak seçildi. Birçok büyük fide mutantlar ve çiçekli büyüklüğü çeşitli germplazmlar almak için kullanılabilir olduğundan, Arabidopsis model K1 dokunmatik makine ile monte edilen büyüme raf mevcut alana iyi uyuyor.
Model K1 otomatik dokunmatik makine üç ana bileşenden oluşur: (1) iki kemer tahrikli Doğrusal aktüatörler tarafından oluşturulan H-Shape metal raf, (2) saç fırçaları ile donatılmış robotik metal kollar, ve (3) bir denetleyici. Özelleştirilmiş bir model K1 dokunmatik makine için, her X/Y ekseni modülü bir kemer odaklı kılavuz raylı oluşur, iki Slayt blokları (kırmızı) ve 1 57 Step motor (önceden monte ve sökülebilir) (Şekil 1a,B). Üst yatay aktüatör, robotik metal kolun sol ve sağ yatay hareket etmesini sağlar, alt dikey kemer odaklı doğrusal aktüatör robotik metal kolun dikey olarak yukarı ve aşağı hareket etmesini sağlar (Şekil 1B, Şekil 2A ). Dikey aktüatörde dört adet sökülebilir robotik silah kuruldu (Şekil 1C, Şekil 2B). Dört insan saç fırçaları sırasıyla dört robotik kollara bağlı (Şekil 1C, Şekil 2B). Tüm mekanik parçalar model K1 dokunmatik makine inşa etmek için aşağıdaki kalın yazı tipi Şekil 1C (Ayrıca malzeme tablosunabakın) işaretlenir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. tohum hazırlama
Not: her iki vahşi tip (col-0) Arabidopsis tohumları yanı sıra mkk1 ve mkk2 kullanılan fonksiyon kaybı mutantlar Arabidopsis biyolojik kaynak merkezi (ABRC, https://www.Arabidopsis.org, Columbus, Oh) satın alınmıştır.
- Her genotipteki kaç bitki bireyinin güvenilir bir istatistiksel analiz için kullanılacağını hesaplayın. Her satırın çimlenme oranı dayalı tohum yeterli sayıda hazırlamak, genellikle 4-5 kez bir deneme için gerekli olandan daha fazla. Yeterli sayıda sağlıklı ve tek boyutlu bitkiler dokunmatik yanıt tahlil için kullanılabilir emin olun. Bu protokole göre, 300-500 genotip başına tohumlar genellikle benzer boyutta 80-90 bitkiler üretmek için kullanılır.
- Tohumları soğuk suya batırın ve 4 °C ' de (karanlıkta tutmak için alüminyum folyo ile kaplıdır) tohum imbiyonu için saklayın. Tohum Sow 5-7 gün sonra imbiyon.
2. bitki büyüme
- Bitki büyümesi için uygun toprağı seçin ( malzeme tablosunabakın). Büyük kümeleri kaçının ve homojen onları karıştırın.
- Hazırlamak 24 plastik bardak: tutma kapasitesi 207 mL ve üst jant çapı 7,4 cm. sulama amacıyla bir bardak altında üç yuvarlak delik matkap.
- Bu plastik bardakları karışık topraklarla doldurun. Toprak kadar 1-2 cm fincan jant daha yüksek kazık ve yavaşça kazık toprak yüzeyini düzleştirmek edelim.
- 24 bardak plastik bir tepsi içine transfer (21 inç x 10,8 inç x 2,5 inç) ve sürekli ışık durumu altında tepsi yerleştirin (aşağıya bakın).
- Tohum Ekim iki saat önce her tepsi içine su 2,5 L ekleyin. Toprak bardakların diplerinde bulunan delikler su absorbe ve toprak yüzeyi için fincan jant seviyesine düşmesini bekleyin izin verin.
- Sow 3-4 tohumları tek bir noktaya ve bir fincan içinde 4 eşit dağıtılmış noktalar içine.
- Her tepsiye şeffaf bir plastik kapak yerleştirin ve tohumlar bir hafta boyunca çimlenme sağlar. Sonra kapağı çıkarın ve fide bir hafta daha büyümeye izin verir.
- İnceltme ve her bardak 9-10 gün tohum Ekim sonra benzer boyutta 4 bitki bireyler tutmak ile ekstra bitkiler kaldırın.
- Tohum çimlenme sonra her gün 1,5 L su ile ırrigate bitkiler.
3. büyüme durumu
- 23,5 ± 1,5 °C ' de büyüme odasının sıcaklığını ve% 35 ile% 45 arasındaki nemi ayarlayın.
- 180 ile 240 μE ∙ m-2∙ s-1 arasında ışık yoğunluğunu ayarlayın (Il 1700 araştırma radyometresi, uluslararası ışık ile ölçülür)14. Fotosentetik aktif radyasyon 90 ile 120 μE ∙ m-2∙ s-1arasında.
- Işık durumunu 24 saat sabit olarak ayarlayın.
4. dokunmatik kuvvet yükleme makinesinin inşaatı
Not: Bu robotik saç dokunmatik kuvvet yükleme makinesi (model K1) hem dokunmatik kuvvet sinyalizasyon mutant tarama ve bitki thigmomorphogenesis nesil amacıyla hizmet vermek için tasarlanmıştır (Şekil 1, Şekil 2).
- Montaj öncesi modüller (sökülebilir, Şekil 1C)
- İki slayt bloğu (I) ve bir 57 step motoru (II) X/Y ekseni kılavuz raylı modülün üzerine (III/V)takın.
- İki slayt bloğu (ı) X/Y ekseni yardımcı kirişli (IV/VI)üzerine takın.
- Diğer mekanik parçaların montajı (Şekil 1C)
- X ekseni kılavuz-raylı modülü (III) ve x ekseni yardımcı kirişler (IV) ile birlikte, kılavuzların her bir ucunda Iki bağlantı plakası (VII) monte ederek düzeltin.
- Y ekseni kılavuz ray modülünü (V) iki kaydırma bloğunun ( X ekseni) dorsal üzerine Iki bağlantı plakası (VIII) monte ederek bir geçiş pozisyonunda düzeltin.
- Y ekseni yardımcı kirişler ( VI) ile diğer iki slayt blokunun (X ekseni) dorsal üzerine Iki bağlantı plakası (VIII) monte ederek bir geçiş pozisyonunda düzeltin.
- Robot kolların (IX) tutucusunu iki slayt bloğunun (Y ekseni) önünde, bağlantı plakalı bir geçiş pozisyonunda (Şekil 2a) birleştirin.
- 4 saç fırçalarını (X) Robotlu kollar (IX) üzerine kelepçeler ile birleştirin (Şekil 2B).
5. Touch-Force yükleme makinesi ayarı
Not: aşağıdaki kalın yazı tipi K1 dokunmatik makine modeli ayarlamak için tüm parametreleri kontrol denetim masasında (Şekil 2F) gösterilir.
- Robotik kollar üzerine dokunma saç fırçaları yükleyin. Bir 330 mm uzunluğundaki çelik cetvelin bir tutucu olarak kullanımı (3600-4600 saç/fırça) eşit bir tabaka insan saçı düzeltmek için. Saç uzunluğu 126 mm 'dir (Şekil 1C).
- İki metal kelepçe ile robotik kollar üzerine bu çelik cetvelleri düzeltin.
- Önce dikey boyut (Y ekseni) boyunca makine kollarının yüksekliğini ayarlayın. Robot kolları ve fırçaları düşürmek için R- yükseltmek ve jog Için jog F + tuşlarına basın. Saç fırçaları 0,5 cm bardak jant daha düşük ucu edelim. Sıfır kümesinebasın. Makine 1-2 döngüleri ön Run tüm bitki bireylerin dokunulduğu emin olun. Tüm dokunma döneminde fırçalar ve saç iplikleri her gün aynı yüksekliğe ayarlayın ve kalibre edin.
- Dokunmatik kuvveti (dikey yükleme) ölçmek ve 1-2 mN14' teki dokunma kuvveti seviyesini korumak için elektronik bir ölçek kullanın.
- Makine kollarının başlangıç konumunu yatay boyut (X ekseni) boyunca el ile ayarlayın. Saç fırçalarının her tepsinin kenarına asılı kalmasına izin verin ve dokunmadan deney başlamadan önce hiçbir bitkinin dokunulmamış olduğundan emin olun. Jog F +/jog R tuşuna basın-makine kolunu yatay olarak küçük olarak taşımak için başlangıç konumunu ayarlamak için.
- Seyahat düğmesine basarak saç fırçası seyahat mesafesini yatay boyutta (X ekseni) 365 mm 'ye ayarlayın. Press Inc. F +/Inc. R- tam bir seyahat mesafesi elde etmek için makine kollarını taşımak ve tüm dokunulmamış deney sırasında tedavi edilen tüm bitkilerin dokunulmasını sağlamak.
- Makine kollarının X ekseni boyunca hareket hızını otomatik hız düğmesine basarak 5.000 mm/dak olarak ayarlayın. Tüm dokunma deneyi sırasında aynı hareket hızını saklayın.
- Küçük döngü düğmesine basarak 20 denemelerde dokunma süresini ayarlayın. Tüm dokunma deneyi sırasında yuvarlak başına aynı sayıda dokunuş tutun.
Not: bir küçük döngü eşittir iki seyahat mesafeleri, yani makine kolları başlangıç pozisyondan son pozisyona hareket edecek ve daha sonra başlangıç konumuna geri döner. Küçük bir döngü iki dokunuş üretir. Saç fırçaları dokunmatik bitkiler 20 denemeler içinde 40 kez (2 dokunuşlar x 20 denemeler = 40 dokunuşlar). 40-Touch, bir tur dokunma kuvveti yüklemesi olarak tanımlanır. - Ana dönem düğmesine basarak, gün başına 480 dk 'da Touch-Round tekrarlama aralığını ayarlayın. Tüm dokunma deneyi sırasında aynı frekans dokunuşları tutun.
Not: Bu saç fırçaları günde 3 mermi için bitkiler dokunmak için izin verir ve her tur arasındaki Aralık süresi 480 dk (8 h). Görüntülenen mavi sayı her dokunma turunun Aralık süresini temsil ederler. Aşağıdaki geri sayım (kırmızı sayı) 0000 ' ya döndüğünde makine otomatik olarak yeni bir dokunma turu başlatacaktır. - Ana döngüsü 12 denemeler, hangi makine 4 gün içinde otomatik olarak 12 mermi için bitkiler dokunacak anlamına gelir ayarlayın. 12 denemeler bu ayar dokunmadan bir gün atlama insan hatasını önlemek için kullanılır.
- Pre-set programı başlatmak için Başlat düğmesine basın. Model K1 dokunmatik makine otomatik olarak ayarlara göre yükleme dokunma kuvveti gerçekleştirecektir.
6. fizyolojik veri toplama ve analiz
-
Bulonlama gün: her bitkinin her bir dokunuşunu bir dokunaklı deney içinde ayrı olarak kaydedin. Bolting, bir bitkinin büyüme aşamasını vejetatif fazdan üreme aşamasına değiştirmesinin bir sembolüdür. Arabidopsis 'de, cıvatalı gün, ilk çiçeklenme kökü 1 cm uzunluğa ulaşması için bir bitki tarafından kullanılan gün sayısı olarak tanımlanır.
Not: yukarıda açıklanan büyüme koşulu altında, vahşi tip bitkilerin cıvataları normalde 19 ila 23 gün tohum Ekim sonra başlatır ve 28-32 gün içinde biter. -
Rozet yarıçapı: rozet merkezinden en uzun yaprak ucuna kadar olan mesafeyi ölçün.
- Üst tüm tepsi Fotoğrafları çekin. Kontrol grubunun ve dokunmatik işlenmiş grubun fotoğraflarını ayrı olarak alın.
- Uygun yazılımı indirin. Örneğin ücretsiz indirilen yazılım ımagej (https://imagej.nih.gov/ij/download.html) kullanın.
- Fotoğraf dosyasını açın, fotoğrafı uygun bir boyuta yakınlaştırmak için yakınlaştırma işlevini kullanın.
- Rozetli yarıçapını ölçmek için rozet merkezi ile en uzun yaprak ucu arasında düz bir çizgi çizmek için düz aracı seçin.
- Bir bitki seçin ve rozet merkezinden en uzun yaprak ucunu düz bir çizgi çizmek için sol düğmeye basın.
- Seçin Çözümleme-ölçü işlevi veya basın CTRL + M satır uzaklığı çözümlemek için.
- Bir fincan seçin ve aynı anda her plastik bardak çapını analiz etmek için önceki iki adımı tekrarlayın. Fotoğraf alma sonucu önyargı ortadan kaldırmak için hesaplama gerçekleştirmek için bu verileri kullanın.
Not: Denklem şudur:
Ra/da = rm/dm
(Ra, bir bitkinin gerçek rozet yarıçapı; Da, plastik bardak gerçek çapı; Rm, bir yazılım tarafından belirlenen aynı bitkinin ölçülen rozet yarıçapı; Dm, aynı bitki büyüyen için kullanılan plastik fincan ölçülen çapı)
-
Rozet alanı: rozet yaprakları yatay 2 boyutlu yüzey alanı ölçmek.
- Rozet organlarının geri kalanını etkilemeden çiçeklenme çıkarın.
- Yakın yerleştirilmiş bir ölçek cetvel ile birlikte her bitkinin üst fotoğraf çekin.
- Imagej, rozet Tracker bir ücretsiz eklenti kullanın ve daha önce yayımlanan protokol izleyin22.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Otomatik saç dokunma kuvveti yükleme makinesi
Bitkiler üzerinde morfolojik değişikliklerin gözlemlenmesi için, yeniden üretilebilen büyüme koşulları ve tedavi yöntemleri tekrarlanabilir sonuçlar elde etmenin anahtarıdır. Bu yüksek verimlilik ve otomatik dokunma kuvveti sinyalizasyon mutant tarama yeni inşa edilen saç dokunma kuvveti yükleme makinesi, model K1 (Şekil 1, Şekil 2) ile elde edilir. Bu saç fırçaları en fazla 4 tepsi bitki aynı anda dokunabilir. Her iki kontrol ve tedavi edilen bitkiler (Şekil 2C, D) olarak kullanılan bir grupta 24 bardak bir tepsiye yerleştirilmiş ve 12 bardak bitki vardı. Her bardak, dört bitki büyüdü ve 48 veya daha az bitki bireylerin toplam daha sonra istatistiksel analiz için yeterli bitkiler garanti aynı saç fırçası tarafından dokundu edildi. Bir model K1 dokunmatik makinede aynı anda dokunmatik olarak tedavi edilebilir en fazla 4 bitki genotip. Anahtar noktalardan biri, dokunmatik makine kolu/saç yüksekliği ayarıdır, çünkü thigmomorphogenesis doz bağımlıdır,6,21. Bitki rozet yaprak konumuna göre farklı saç pozisyonları tamamen farklı thigmomorphogenesis sonuçları üretebilir farklı dokunma kuvvetleri, oluşturmak. Denemelerimizde, bitki ile temas eden saç ucu, daha önce yayımlanan dokunmatik kuvvet14' e benzeyen kuvvetler üreten bardak jantının (Şekil 2E) daha düşük 0,5 cm 'ye yerleştirilmelidir. Dokunmatik paneline takılı programlanabilir bir denetleyici tüm dokunmatik kuvvet yükleme makinesini kontrol etmek için kullanılır (Şekil 2F, bkz. malzeme tablosu).
İki farklı dokunma yöntemlerinin karşılaştırılması
Bu otomatik makine bazlı saç yöntemini geleneksel manuel pamuklu çubuk dokunmadan yöntemiyle karşılaştırmak için col-0 (Şekil 3) üzerinde iki bağımsız deney yapıldı. Pamuk çubukla dokunma grubunda, 12 günlük eski bitkilerin dokunmadan başladı. Her turda 40 dokunuşlar (1 dokunmatik/s) vardı. Her gün toplam 3 tur gerçekleştirildi (Şekil 3A). Bu bir sürekli pamuk çubukla dokunma tedavisi (22,1 ± 0,2 gün vs. 23,8 ± 0,2 gün) sonra bulonlama gecikme 1,7 gün gösterdi. Benzer şekilde, otomatik makine odaklı saç dokunuşları için, 14 günlük eski tesislerde başlatılan dokunmatik kuvvet yüklemesi ve 40 dakika boyunca (3 dk. içinde) bir tur için uygulanmıştır. Toplam 3 tur dokunuşlar tam olarak 8 saat aralıkla bir gün gerçekleştirildi (Şekil 3B). Col-0 tesislerinde gecikmeli cıvatlama gözlendi. Ortalama sürme süresi 23,0 ± 0,3 gün, model K1 dokunmatik makine tarafından işlenmiş bitkilerin sürme süresi ise 24,7 ± 0,2 gün oldu. Kontrol ve dokunma tedavi edilen bitkiler arasındaki farklar, sonuç olarak tek değişkenli Cox orantılı-tehlikeler modeli ile incelenmiştir. Bu tahmini tehlike oranı (hr) 0,31 (pamuk çubukla Touch) ve 0,52 (makine tahrikli saç dokunuşları), sırasıyla (Şekil 3C), bu dokunulmamış gruptaki bitkilerin bulonlama risk/olasılık% 31 ve% 52 ile karşılaştırıldığında anlamına gelir sundu kontrol grubundaki bitkiler sırasıyla. Bu dokunulmamış kontrol tesisleri ne olursa olsun o bir pamuk çubuk veya otomatik saç dokunuş ile manuel dokunuş olup bakılmaksızın kıyasla yarı civarında olduğunu dokundu vahşi tip bitkilerin bulonlama olasılığı gösterir.
Farklı dokunmatik mutantlar üzerinde potansiyel sonuçlar
Yeni ön veri MKK1 ve MKK2 Arabidopsis14dokunma yanıtı önemli bir rol oynayabilir önerdi. Bu iki mutantı seçtik ve otomatik saç dokunma kuvveti yükleme makinesini (Şekil 4, Tablo 1) kullanarak bu Putatif dokunuş tepkisi mutantları üzerinde dokunma denemeleri yaptık. Vahşi tip kontrol tesisleri, 1,8 gün boyunca sürgü gecikme (24,1 ± 0,3 gün vs. 25,9 ± 0,2 gün, Şekil 4A) gösterdi sadece önceki raporda14 ise, T-DNA eklemli mutantlar, mkk1 (24,6 ± 0,2 gün vs 24,4 ± 0,3 gün, Şekil 4B ve Tablo 1) ve mkk2 (23,9 ± 0,1 gün vs. 24,2 ± 0,2 gün, Şekil 4C ve Tablo 1). Bu verileri tek değişkenli Cox orantılı-tehlikeler modeliyle analiz ederek, sadece vahşi tip col-0 , tahmini hr 0,41 (Şekil 4D) ile kontrol ve dokunulmamış bitkiler arasında önemli bir fark sergiledi. Otomatik saç dokunmatik kuvvet yükleme makinesi tarafından gerçekleştirilen bu dokunma kuvveti yükleme denemeleri mkk1 ve mkk2 mutantların dokunma tepkisi mutantlar olduğunu göstermiştir.
Diğer morfolojik indekslerin ölçümü
Thigmomorphogenesis ile ilişkili morfolojik değişiklikler, cıvata geciktirme ile sınırlı değildir. Hem kısa kök hem de küçük rozet yaprağı boyutu da thigmomorphogenesis6,7,9,14bileşenleridir. Bu nedenle, buraya dokunma tepkisi, rozet yarıçapı/yaprak uzunluğu ve rozet (yansıtılan) alanı (Şekil 5) morfolojik indeksler üzerinde iki ek ölçüm türü bildirdi. Daha önce gözlenen fenotip değişikine benzer şekilde, vahşi tip col-0 tesisi, 3 gün sürekli ve tekrarlayan otomatik makine tahrikli saç dokunuşundan sonra önemli ölçüde daha küçük rozet yarıçapı ve daha kısa yaprak uzunluğu gösterdi (1,77 ± 0,05 cm vs. 1,50 ± 0,04 cm, Şekil 5A). Öngörülen rozet alanı 13 gün dokunduktan sonra 20,32 ± 0,53 cm2 ile 16,19 ± 0,48 cm2 arasında değiştirildi (Şekil 5B). Hem mkk1 hem de mkk2 benzer azaltılmış rozet yarıçapı ve alanı vardı. Birlikte alınan bu veriler, MKK1 ve MKK2 proteinlerinin Arabidopsis 'in sürme gecikmesi için önemli olduğunu ve rozet boyutunu ve rozet alanını şekillendirmede gerekli olmadığını göstermiştir.
İstatistiksel analizler
Şekil 2 ve şekil 3 ' te gösterilen kutu ve Bıyik araziler ve Şekil 5' te gösterilen sütun çizelgeleri olarak, istatistiksel önem iki kuyruklu öğrencinin t-testi tarafından incelenmiştir, önemi * * * ile temsil edilen ve p < 0,001 ve p > 0,05, sırasıyla. Şekil 2 ve Şekil 3' te gösterilen Kaplan-Meier araziler için, dokunuşlu olayın23,24' te dokunma tedavisinin etkisini analiz etmek için tek değişkenli Cox Tehlike Analizi kullanılmıştır. Tehlike oranı (HR), 95% güven aralığı (95% CI) ve p değeri aşağıdaki tablolarda sunulmaktadır. Örneğin, hr = 0,5, belirli bir günde, dokunulmuş gruptaki bitkilerin bulonlama riski/olasılığını kontrol grubundaki bu bitkiler ile karşılaştırıldığında 0,5 veya% 50 olduğu anlamına gelir.
Şekil 1 . Otomatik saç dokunma kuvveti yükleme makinesinin İnşaat ve parametreleri. (A) doğrusal aktüatördeki varsayılan şematikler. Sol üst panel lateral görünümdir ve sol alt panel dorsal görünümdir. X ekseni modülünün ve Y ekseni modülünün toplam uzunlukları sırasıyla 843 mm ve 1.038 mm 'dir. Her bir varsayılan X/Y modülü bir kılavuz raylı, bir slayt bloğu ve 1 57 Step motor (önceden takılı ve sökülebilir) oluşur. Özelleştirilmiş bir model K1 dokunmatik makine için, her X/Y modülü iki Slayt blokları (kırmızı) oluşur. X modülünün bağlantı plakası 56 mm 'den 100 mm 'ye kadar genişletilerek daha iyi bağlantılar ve destek sunulmaktadır. Sağ üst panel kılavuz-raylı kesit ve sağ alt panel 57 Step motor. (B) inşa edilmiş çift X ekseni ve Çift Y ekseni doğrusal aktüatörlerin şematikleri. Bu, dokunma kuvveti yükleme makinesinin önemli parçasıdır. Sol alt panel, inşa edilmiş doğrusal aktüatörlerin dorsal görünümünden ibaret. Sol üst panel X ekseni modülünün (843 mm) lateral görünümdür. Orta panel, Y ekseni modülünün (1.038 mm) lateral görünümdür. Sağ üst panel, Y modülü ve Y yardımcı kirişler üzerinde 4 slayt bloklarının dorsal görünümdür. Sağ alt panel, X modülündeki bağlantı plakasının dorsal görünümdür. (C) makine parçası montajın akış çizelgesi. Farklı parçalar işaretlenmiş ve rakamlı olarak adlandırılır. Protokolde ayrıntılı montaj süreçleri tanımlanmıştır. Gösterilen birim bu rakam mm. Bu rakam daha büyük bir sürümünü görüntülemek Için lütfen buraya tıklayın .
Şekil 2 . Otomatik saç dokunma kuvveti yükleme makinesinin genel tasarımı. (A) bitmiş model K1 dokunmatik makine. Fotoğraf ön taraftan çekildi. Üst doğrusal aktüatör, robot kolunun yatay hareket etmesini kontrol eder ve alt doğrusal aktüatör robot kolunu dikey olarak hareket ettirerek kontrol eder. (B) Sökülebilir robotik kolları gösteren lateral görünüm. Saç fırçaları robotik kollar üzerine yapışmış. (C ve D) İnsanların saç fırçalarının ön taraftan ve yan taraftan alınan bitkilerin dokunuşlarını gösteren fotoğraflar, sırasıyla. (E) nasıl fincan jant karşı saç fırçası yüksekliğini ayarlamak için gösteren lateral görünüm. Makine kolları ve saç fırçaları görülebilir. (F) model K1 dokunmatik makinenin operasyon arayüzü. Bir dokunmatik paneline (MT6070i) bağlı programlanabilir bir denetleyici (AFPX-C30T) tüm makineyi kontrol etmek için kullanılır. Ayrıntılı ayarlar ve işletim prosedürleri protokolde açıklanmıştır. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 3 . İki dokunuş yöntemlerinin thigmomorphogenesis üzerinde etkilerini karşılaştırarak. (A-B) otomatik dokunmatik kuvvet yükleme makinesi (b) tarafından yönlendirilen manuel pamuk çubukla Touch (a) ve insan saç dokunuşunun karşılaştırması, sırasıyla. Kutu ve bıyık araziler kontrol grubu ve dokunulmuş grup arasında ortalama sürme günün karşılaştırılması gösteren sol panelinde gösterilir. Anlamına gelir ± SE gösterilir. İstatistiksel analizler bir öğrencinin t-testi tarafından yapılmıştır. P < 0,001 'de önemi * * * olarak gösterilir. Kaplan-Meier araziler, büyüme süresi (Ekim sonrası gün) üzerinde bitki bulonlama yüzdesi olan ortasında gösterilir. Sağ panelde, dokunulmamış kontrol ve dokunulmaz bitkilerin temsili bireyler gösterir ve zaman ve çiçeklenme kök yüksekliği sürme farkı gösteren dokundu. (C) özetlenen tablo: kontrol ve dokunulmamış sütunlardaki sayısal sayılar istatistiksel analiz için kullanılan bitki numarasıdır. Tehlike oranı (HR), 95% güven aralığı (95% CI) ve p değeri tek değişkenli Cox Tehlike Analizi bölümü altında sunulmaktadır. Dokunulmamış grupla karşılaştırıldığında, dokunulmamış gruptaki bitkilerin sürme riski ve olasılığı% 31 ve% 52 idi. Tek değişkenli Cox tehlike analizi SPSS tarafından tahmin edildi. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 4 . Mkk1 ve mkk2 mutantların thigmomorphogenesis yanı sıra vahşi tip bitki (col-0) otomatik saç dokunuşunda indüklenen. (A-c) col-0 (a), mkk1 (B) ve mkk2 (c) ' in potansiyel dokunma tepkisi, otomatik dokunmatik kuvvet yükleme makinesi tarafından tahrik edilen insan saç dokunuşlarının tekrarı ile üretilir. Kutu ve bıyık araziler sol panelinde gösterilir, hangi kontrol grubu ve dokunulmuş grup arasında ortalama cıvata gün karşılaştırması vardır. Anlamına gelir ± SE gösterilir. İstatistiksel analizler bir öğrencinin t-testi tarafından yapılmıştır. * * * Ve NS temsil p < 0,001 ve p > 0,05, sırasıyla. Kaplan-Meier araziler, büyüme döneminde (Ekim sonrası gün) Kirleme tesislerinin yüzdesi olan ortasında gösterilir. Sağ panel, dokunulmamış kontrol ve cıvatayı fark gösteren dokunulmamış bitkilerin temsili bireyler gösterir. Mkk1 (B) ve mkk2 (C) verileri sırasıyla iki ve üç biyolojik çoğaltır derlenmiştir. Her çoğaltmaya kullanılan ayrıntılı bitki numaraları Tablo 1' de gösterildi. (D) özetlenen tablo: kontrol ve dokunma sütunlarının altındaki sayılar, sırasıyla bu iki grupta kullanılan/analiz edilen tesis numarasıdır. HR, 95% CI ve p değeri altında tek değişkenli Cox tehlike analizi yapıldı. Dokunulmuş grupta vahşi tip bitkilerin sürme riski/olasılığı, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında% 41 ' dir. Tek değişkenli Cox tehlike analizi SPSS tarafından tahmin edildi. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 5 . Rozet radius ve thigmomorphogenesis tanımlamak için alan ölçümü. (A-B) yaban türünün rozet yarıçapı ve rozet alanı, sırasıyla tohum Ekim sonrası 17 ve gün 27 ' si olarak ölçülmüştür. Sol üst panelde gösterilen çubuklar, sırasıyla kontrol grubu ile dokunulmuş grup arasındaki rozet yarıçapı veya rozet alanının karşılaştırmalaridir. Anlamına gelir ± SE gösterilir. İstatistiksel analiz öğrenci t-testi tarafından yapılmıştır; p < 0,001. Sağ üst panelde gösterilen fotoğraflar bireysel bitkiler temsildir. Aşağıdaki özetlenen tablolar, kontrol grubunda ve dokunulmuş grupta analiz edilen tesis numarasını gösterir. Her iki rozet yarıçapı (cm) 17 gün ve rozet alanı (cm2) gün 27 de gösterilir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Tablo 1. Farklı biyolojik çoğaltır veri cıvatlama. Özetlenen tablo mkk1 iki biyolojik çoğaltır ve mkk2üç biyolojik çoğaltır içerir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Thigmomorphogenesis mekanik perturbations doğru karmaşık bir bitki büyüme tepkisi, hangi hücresel sinyalizasyon ve phytohormonu eylem bir ağ içerir. Bu istenmeyen çevresel koşullar altında hayatta kalmak için bitkilerin adaptif evrim bir sonucudur25,26. Mekanik dokunuş, özellikle insan parmak dokunuşlu ve el-pamuk çubukla dokunuş, daha önce thigmomorphogenetic çalışmalar bu morfolojik değişiklikleri incelemek için seçildi14,20. Dokunmatik kuvvet yükleme Bu Basitleştirilmiş sürümü bitki dokunma yanıtı tetiklemek için kontrol ve uygulamak daha kolaydır. Buna ek olarak, bu tip dokunma-kuvvet yükleme yöntemi, doğal ortamda üretilen rüzgar ve yağmur damlası uyarılmış kuvvet sinyallerini bir şekilde taklit edebilir19. Dokunmatik kuvvet kalsiyum sivri tetikleyebilir, protein fosforilasyon14 ve aşağı gen ifade aracı dokunma yanıtı19teşvik edebilir. Benzer şekilde, insan saç fırçaları otomatik hareketli kollar üzerinde monte de insan el manipüle dokunuşları taklit ederek bitki dokunma yanıtı üretebilir. Kuvvet uygulaması türlerini çeşitlendirmek için, su yağmurlama nozular ve/veya rüzgar Blower da makinenin robotik kolları üzerine kurulabilir ve fizyolojik bir deney için kullanılan (Şekil 2). Benzersiz özellik, otomatik mekanik kuvvet yükleme makinesini morfogenetik ve fizyolojik çalışmalarda daha çok yönlü hale getirir. Bu otomatik mekanik kuvvet yükleme makinesinin en büyük avantajı muhtemelen emek içermeyen, tekrarlanabilir ve zaman kazandıran özelliğidir, bu da çok sayıda mutajize edilen bireyin belirli bir mutant fenotip seçimini gerçekleştirmesini mümkün kılar. İnsan el manipüle dokunuşları saat aksine, model K1 dokunmatik makine aynı anda çeşitli mutantlar dokunabilir ve 3 ila 5 dakika içinde dokunma bir tur tamamlayın. Dokunma turu için zaman dilimi büyük ölçüde tedavi başlangıcında program ayarına bağlıdır. Her bireysel bitki bir turda 40 kez dokundu olurdu, model K1 makine sadece bir gün içinde dokunma tedavisi üç tur bitirmek için 9-15 dk gerekir. Dokunuşların her turda arasındaki Aralık süresi tam olarak kontrol edilebilir; Bu tür bir hassasiyet elde etmek için insan için daha az muhtemeldir.
Dokunma tedavisi ile ilgili bir diğer önemli konu da, dokunma gücünün üzerine uygulanması gereken bitki büyümesi aşamasıdır. Bizim uygulamada, dokunmadan başladı 14 gün tohum Ekim sonra hem vahşi tip ve iki mutantlar bu üç Genotype büyüme oranları benzer. Vahşi tip geliştirme zamanında önemli bir fark var bu mutantlar için, bir dokunma başlatmak için farklı bir başlangıç günü seçebilirsiniz. Birden fazla karşılaştırma için hem vahşi tip bitkinin hem de mutantların bulonlama verilerinde tek yönlü ANOVA testini yapmak14' te yardımcı olabilir. Bu istatistiksel analiz genotipler tarafından oluşturulan sürme zaman farklılıkları hakkında doğru sonuç sunabilir. Bu durumda, iki değişken parametreyi dikkate almak için çok değişkenli bir Cox orantılı Tehlike Analizi kullanılmalıdır.
Model K1 dokunmatik makineye monte edilen insan kıllarının dokunma kuvveti seviyesini ayarlamak için, saç fırçalarının hem yüksekliği (dikey kuvvet) hem de hız (yatay kuvvet) (Şekil 2E) ayarlandı. Doğru ayarlar, elektronik ölçekte yerleştirilen bir Arabidopsis fabrikasında birçok kuvvet seviyesi testinden toplanan ön verilere göre belirlenmiştir. Bulduğumuz gibi, her iki saç yüksekliği ve hız değişmeden tutmak tüm dokunma tepkisi deneyi bir Arabidopsis hattı için çoğaltır arasında benzer ve sabit thigmomorphogenetic fenotip üretecek. Hızlı hareket eden saç fırçaları bir yaprak yüzeyi üzerinde şok yol açabilir gibi çok ağır bir dokunuş-kuvvet genç fide öldürebilir. Buna karşılık, çok hafif bir dokunuş-kuvvet dokunmadan tekrarı 2 hafta içinde cıvatayı gecikme tetiklemek için yeterli olmayabilir. Önceki deneyimizde, uygun dokunuş-kuvvet yüklemesini dokunmatik14,19başına 1-2 MN olarak belirlemiştir. 0,5 cm 'lik saç uzunluğu, bardak jantından daha düşük, yumuşak bir yatay hareketli hız 5000 mm/dak (Şekil 2E) ile model K1 makine bazlı saç dokunuşunda benzer bir dikey dokunmatik kuvvet oluşturmak için kullanılır. Bu sabit ayar modeli K1 makine insan hatası sonuçlanan kuvvet gücü varyasyonu azaltır.
Genel olarak, otomatik dokunma kuvveti yükleme makinesi tarafından gerçekleştirilen saç dokunuşları, bitkiler üzerinde sadece ortalama bir dokunma kuvveti yüklemesi sağlar. Uygulanan hassas dokunma kuvveti, özellikle yatay kuvvet yüklenmiş, tek bir saç veya bir fırça üzerinde bir kıl grubu için hesaplamak zordur. Buna ek olarak, bitki şekli ve kök yüksekliği varyansı yatay kuvvet uygulanması ile etkileyebilir. Bu tür fiziksel gücü veya stresin ölçülmesi, bir saç veya bir grup kılla bağlantılı daha hassas bir basınç sensörüne ihtiyaç duyar. Gelecekte otomatik dokunmatik kuvvet yükleme makinesini iyileştirmek için daha hassas basınç sensörü ve matematiksel modelleme uygulanacağı düşünülmektedir. Işık yoğunluğu, toprak nemi ve sera sıcaklığının yanı sıra besin temini gibi büyüme koşulları, dokunma tepkisi fenotip gelişiminde önemli bir rol oynamaktadır. Kuraklık gibi herhangi bir stres koşulları, az 90 μE ∙ m-2∙ s-1ile zayıf ışık durumu, ve daha yüksek veya Arabidopsis normal büyüme etkileyebilir daha düşük bir sıcaklık her iki vahşi tip dokunma tepkisi ölçümü ile müdahale edecek ve mutantlar.
Kısacası, bu otomatik dokunmatik kuvvet yükleme makinesi daha fazla işgücü tasarrufu ve insan parmak dokunuş ve pamuk çubukla dokunuş daha üniformalı ortalama dokunmatik kuvvet yükleme sunabilir. Bu model K1 dokunmatik makine çeşitli yüksek verimlilik Touch-Force sinyal mutant tarama ve tarım bitkileri ya da muhtemelen hayvan modelleri arasında dokunma-kuvvet yükleme bazı değişiklikler arasında dokunma tepki Analizi uygulanacak beklenir Makine.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların ifşa etmesi gereken hiçbir şey yok.
Acknowledgments
Bu çalışmada aşağıdaki hibe tarafından desteklenmektedir: 31370315, 31570187, 31870231 (Çin Ulusal Bilim Vakfı), 16100318, 661613, 16101114, 16103615, 16103817, AoE/M-403/16 (RGC Hong Kong). Yazarlar Şekil 1' de gösterilen çeşitli şemaları sunan Ju Feng Precision ve Automation Technology Limited (Shenzhen, Çin) teşekkür etmek istiyorum.
Yazarlar da Touch-Force yükleme makinesinin gelişimine katkıları için S. K. Cheung ve W. C. Lee teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4 hair brushes | customized | ||
| 4 robot arms with one holder | customized | 1000 mm length holder and 560 mm length robot arm | |
| 57 stepper motor | 57HS22-A | ||
| All purpose potting soil | Plantmate, Hong Kong | ||
| Arabidopsis plant seeds | Arabidopsis Biological Resource Centers, Columbus, OH | For arabidopsis seed purchase | |
| BIO-MIX potting substratum | Jiffy Products International BV, the Netherlands | 1000682050 | Two soils were mixed together to grow Arabidopsis. The ratio of All purpos potting soil and BIO-MIX is 1:2 |
| IL 1700 research radiometer | International Light, Newburyport, MA | The light intensity of both full-wavelength and photosynthetic active radiation can be measured. | |
| ImageJ | https://imagej.nih.gov/ij/download.html | Free downloaded software | |
| Ju Feng Precision and Automation Technology Limited | Shenzhen, China | For belt-driven linear actuators and other mechanical modules purchase | |
| Junction plate of the slide block | To fix the Y guide-rail module or Y auxiliary girder onto backs of slide blocks | ||
| Junction plate of the X axis module | customized | To connect the X guide-rail module and X auxiliary girder | |
| Slide block | |||
| WDT4045 X axis guide-rail module | 843 mm, customized | Pre-installed with two slide blocks and one 57 stepper motor | |
| WDT4045 Y axis guide-rail module | 1038 mm, customized | Pre-installed with two slide blocks and one 57 stepper motor | |
| X axis auxiliary girder | 843 mm, customized | Pre-installed with two slide blocks | |
| Y axis auxiliary girder | 1038 mm, customized | Pre-installed with two slide blocks |
References
- Jaffe, M. J. Thigmomorphogenesis: the response of plant growth and development to mechanical stimulation with special reference to Bryonia dioica. Planta. 114, 143-157 (1973).
- Vandenbrink, J. P., Kiss, J. Z., Herranz, R., Medina, F. J. Light and gravity signals synergize in modulating plant development. Frontiers in Plant Science. 5, 563 (2014).
- Hashiguchi, Y., Tasaka, M., Morita, M. T. Mechanism of higher plant gravity sensing. American Journal of Botany. 100, 91-100 (2013).
- Salisbury, F. B. The Flowering Process. , Macmillan. New York. (1963).
- Darwin, C. The Power of Movement in Plants. , Appleton. New York. (1881).
- Chehab, E. W., Eich, E., Braam, J. Thigmomorphogenesis: a complex plant response to mechano-stimulation. Journal of Experimental Botany. 60, 43-56 (2008).
- Telewski, F. W., Jaffe, M. J. Thigmomorphogenesis: anatomical, morphological and mechanical analysis of genetically different sibs of Pinus taeda in response to mechanical perturbation. Physiologia Plantarum. 66, 219-226 (1986).
- Vogel, M. Automatic precision measurements of radial increment in a mature spruce stand and interpretation variants of short term changes in increment values. Allgemeine Forst-und Jagdzeitung. , Germany. (1994).
- Braam, J. In touch: plant responses to mechanical stimuli. New Phytologist. 165, 373-389 (2005).
- Jaffe, M. J., Leopold, A. C., Staples, R. C. Thigmo responses in plants and fungi. American Journal of Botany. 89, 375-382 (2002).
- Telewski, F. W. A unified hypothesis of mechanoperception in plants. American Journal of Botany. 93, 1466-1476 (2006).
- Gutiérrez, R. A., Ewing, R. M., Cherry, J. M., Green, P. J. Identification of unstable transcripts in Arabidopsis by cDNA microarray analysis: rapid decay is associated with a group of touch-and specific clock-controlled genes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99, 11513-11518 (2002).
- Lee, D., Polisensky, D. H., Braam, J. Genome-wide identification of touch-and darkness-regulated Arabidopsis genes: a focus on calmodulin-like and XTH genes. New Phytologist. 165, 429-444 (2005).
- Wang, K., et al. Quantitative and functional posttranslational modification proteomics reveals that TREPH1 plays a role in plant touch-delayed bolting. Proceedings of the National Academy of Sciences United States of America. 115, 10265-10274 (2018).
- Hamilton, E. S., Schlegel, A. M., Haswell, E. S. United in diversity: mechanosensitive ion channels in plants. Annual Review of Plant Biology. 66, 113-137 (2015).
- Knight, M. R., Campbell, A. K., Smith, S. M., Trewavas, A. J. Transgenic plant aequorin reports the effects of touch and cold-shock and elicitors on cytoplasmic calcium. Nature. 352, 524 (1991).
- Toyota, M., Furuichi, T., Tatsumi, H., Sokabe, M. Cytoplasmic calcium increases in response to changes in the gravity vector in hypocotyls and petioles of Arabidopsis seedlings. Plant Physiology. 146, 505-514 (2008).
- Knight, M. R., Smith, S. M., Trewavas, A. J. Wind-induced plant motion immediately increases cytosolic calcium. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 89, 4967-4971 (1992).
- Braam, J., Davis, R. W. Rain-, wind-, and touch-induced expression of calmodulin and calmodulin-related genes in Arabidopsis. Cell. 60, 357-364 (1990).
- Chehab, E. W., Yao, C., Henderson, Z., Kim, S., Braam, J. Arabidopsis touch-induced morphogenesis is jasmonate mediated and protects against pests. Current Biology. 22, 701-706 (2012).
- Telewski, F. W., Pruyn, M. L. Thigmomorphogenesis: a dose response to flexing in Ulmus americana seedlings. Tree Physiology. 18, 65-68 (1998).
- De Vylder, J., Vandenbussche, F. J., Hu, Y., Philips, W., Van Der Straeten, D. Rosette tracker: an open source image analysis tool for automatic quantification of genotype effects. Plant Physiology. , (2012).
- Clark, T., Bradburn, M., Love, S., Altman, D. Survival analysis part I: basic concepts and first analyses. British Journal of Cancer. 89, 232 (2003).
- Bradburn, M. J., Clark, T. G., Love, S., Altman, D. Survival analysis part II: multivariate data analysis–an introduction to concepts and methods. British Journal of Cancer. 89, 431 (2003).
- Jaffe, M., Forbes, S. Thigmomorphogenesis: the effect of mechanical perturbation on plants. Plant Growth Regulation. 12, 313-324 (1993).
- Kutschera, U., Niklas, K. J. Evolutionary plant physiology: Charles Darwin’s forgotten synthesis. Naturwissenschaften. 96, 1339 (2009).
