赫连图斯安努斯大型热成像筛选装置新稳压器的鉴定
Summary
通过对化合物库进行大规模筛选，提供一种识别叶面蒸腾调节器的方法。
Abstract
植物对生物和非生物胁迫的适应受多种因素的制约，其中，针对水缺乏或病原体调节气孔孔起着至关重要的作用。因此，识别调节口腔运动的小分子有助于了解植物适应其环境的生理基础。用于识别口腔运动调节器的大规模筛查方法具有潜在的局限性：有些方法严重依赖腹酸 （ABA） 激素信号通路，因此排除了 ABA 独立的机制，而另一些则依赖于对植物生长和发育等间接长期生理影响的观察。这里介绍的筛选方法允许对具有化学库的植物进行大规模处理，并通过热成像直接定量其蒸腾。由于通过蒸腾蒸发的水会导致叶片表面冷却，热成像提供了一种非侵入性的方法来研究口腔电导随时间的变化。在此协议中，Helianthus 年幼幼被水培生长，然后通过根部喂养进行处理，其中主要根被切割并浸入被测试的化学品中。热成像，然后统计分析随时间变化的粘结温度变化，可以识别生物活性分子调节造血孔径。我们的概念验证实验证明，一种化学物质可以在10分钟内从切根带到向日葵幼苗的幼苗。此外，当植物被ABA视为阳性对照时，可以在几分钟内检测到叶片表面温度升高。因此，我们的方法能够高效、快速地识别调节口腔孔径的新型分子。
Introduction
植物耐应力性是一种多基因性特征，受各种分子、细胞、发育和生理特征及机制的影响。在波动环境中的植物需要不断调节其口腔运动，以平衡碳的光合需求，同时保持足够的水，防止病原体入侵2;然而，这些权衡”决定”的机制被人们所理解的还很薄弱。将生物活性分子引入植物可以调节其生理，并有助于探索新的调节机制。
大规模筛选小分子是抗癌药物发现和药理学测定的有效策略，用于在短时间内测试数百至数千个分子的生理效应。在植物生物学中，高通量筛选在鉴定合成分子皮拉巴辛6以及发现长期寻求的抗性酸受体（ABA）7、8）方面已显示出其有效性。从那时起，ABA受体的激动剂和拮抗剂，以及能够调节ABA诱导报告基因表达的小分子，已经识别了9、10、11、12、13、14、15。目前可用于识别可调节孔径的小化合物的高通量筛选方法有一些缺点：（i） 围绕 ABA 信号通路旋转的协议可能妨碍识别新的 ABA 独立机制;（ii） 用于鉴定生物活性小分子的体内策略主要依赖于其对种子发芽或幼苗生长的生理影响，而不是植物蒸腾的调节。
此外，虽然有许多方法可以用生物活性分子治疗植物，但大多数方法并不适合大规模研究口腔运动。简而言之，三种最常见的技术是通过喷洒或浸渍、根系处理和根灌来应用叶面。叶面应用与测量孔径的最常用和快速的方法不兼容，因为叶表面存在液滴会干扰大规模数据收集。根灌的主要局限性是样品量要求大，根圈中元素对化合物的潜在保留，以及对主动根的采集的依赖。
在这里，我们提出了一种大规模的方法，以识别调节植物蒸腾的新化合物，这些化合物不一定涉及ABA或已知的抗旱机制，并允许对植物进行高效和可靠的处理。在此系统中，使用根喂养方法处理Helianthus 年幼植物，该方法包括切割水培生长的幼苗的主要根部，并将切地浸入样品溶液中。一旦处理，使用红外热像仪测量每种化合物对植物蒸腾的影响。由于叶片表面温度的一个主要决定因素是叶片的蒸发速率，热成像数据可与口腔电导率直接相关。因此，化学处理后叶面温度的相对变化为工厂蒸腾提供了直接的量化手段。
H. 年金是世界五大油籽作物之一，直接在该工厂上进行的发现可能促进未来的技术转让。此外，H. 年幼苗有大而平坦的幼苗，以及厚厚的原根，这是开发该协议的理想选择。然而，这种方法可以很容易地适应其他植物和各种化合物。
该协议可用于有效识别能够触发气孔闭合或促进气孔开口的分子，这对理解调节气孔传导和植物适应环境的信号具有重大影响应力。
Protocol
Representative Results
Discussion
在给定一天可以测试的化合物数量主要取决于（i） 可用于种植植物和执行屏幕的环境控制空间，以及 （ii） 可以参与协议步骤 6 的人数。我们建议使用三个实验复制来合并统计处理后对结果的解释。在典型的一天中，一到两个人可以通过测试（例如[60 种化学品 + 6 个阴性 （DMSO） 控制 + 3 个阳性 （ABA） 控制] 在早上、中午和下午进行测试，从而毫无困难地筛选出 60 种化合物。
<p class="jove_cont…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了波莫纳学院创业基金和赫希研究启动赠款基金（对FJ）以及波莫纳学院分子生物学项目的支持，该计划通过恒星暑期研究助理计划（到KG）。
Materials
| 1020 plastic growing trays without drain holes | Standard 10 x 20 inch trays | ||
| 2.0 mL microtubes, capless | Genesee Scientific | 22-283NC | |
| Abscisic acid (ABA) | Sigma-Aldrich | A1049 | |
| Air pump | Active Aqua | AAPA7.8L | 2 Outlets, 3W, 7.8 L/min |
| Airstones | |||
| Chemical compound library | MicroSource Discovery | Natural Product Collection | |
| Creative Versa-Tool (wood burning tool) | Nasco | 9724549 | |
| Dimethylsulfoxide (DMSO), plant cell culture tested | Sigma-Aldrich | D4540 | |
| Dwarf Sunspot Sunflower seeds | Outsidepride.com | ||
| Erythrosin B | Sigma-Aldrich | 200964 | |
| Hydroponics fertilizer set (FloraBloom, FloraGrow, FloraMicro) | General Hydroponics | GL51GH1421.31.11 | |
| Kimwipes Delicate Task Wipers | Kimberly-Clark Professional | 34155 | |
| Laptop | Dell | ||
| MES hydrate | Sigma-Aldrich | M2933 | |
| Microdissection scissors | |||
| Microsoft Excel | Microsoft | ||
| Potassium hydroxide (KOH) | Sigma-Aldrich | P5958 | |
| ResearchIR Software | FLIR | ||
| R-Tech Rigid Polystyrene Foam Board | Insulfoam | ||
| Seedholders | Araponics | N/A | |
| Super Tub (plastic utility tub) | Maccourt | ST3608 | 36 x 24 x 8 inch tub used for hydroponics |
| T450sc LWIR (Long-Wave Infrared) Handheld Thermal Imaging Camera | FLIR | FLIR-T62101 | Comes with required charging cable and USB cable needed to connect to laptop |
| Vermiculite | |||
| Water filter | SunSun | HW-304B Pro Canister Filter |
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