Summary

Une méthode simple de section à sec pour l’obtention de la section résine de la taille d’une graine entière et de ses applications

Published: January 23, 2021
doi:

Summary

Cette technique permet la préparation rapide et simple de la section de résine de la taille d’une graine entière pour l’observation et l’analyse des cellules, des granules d’amidon et des corps protéiques dans différentes régions de la graine.

Abstract

La morphologie, la taille et la quantité des cellules, des granules d’amidon et des corps protéiques dans les graines déterminent le poids et la qualité des semences. Ils sont sensiblement différents d’une région à l’autre. Afin de visualiser clairement les morphologies des cellules, des granules d’amidon et des corps protéiques, et d’analyser quantitativement leurs paramètres de morphologie avec précision, la section de la taille d’une graine entière est nécessaire. Bien que la section de paraffine de la taille d’une graine entière puisse étudier l’accumulation de matériaux de stockage dans les graines, il est très difficile d’analyser quantitativement les paramètres de morphologie des cellules et des matériaux de stockage en raison de la faible résolution de la section épaisse. La section résine mince a une haute résolution, mais la méthode de sectionation de résine de routine n’est pas appropriée pour préparer la section entière de graines de la taille d’une graine avec un grand volume et une teneur élevée en amidon. Dans cette étude, nous présentons une méthode simple de sectionation sèche pour préparer la section de résine de la taille d’une graine entière. La technique peut préparer les sections transversales et longitudinales de la taille d’une graine entière de graines en développement, matures, germées et cuites intégrées dans la résine blanche LR, même pour les grosses graines à haute teneur en amidon. La section de la taille d’une graine entière peut être tachée d’un égayer fluorescent 28, d’iode et de Coomassie bleu brillant R250 pour exposer spécifiquement la morphologie des cellules, des granules d’amidon et des corps protéiques clairement, respectivement. L’image obtenue peut également être analysée quantitativement pour montrer les paramètres de morphologie des cellules, des granules d’amidon et des corps protéiques dans différentes régions de semences.

Introduction

Les graines végétales contiennent des matériaux de stockage tels que l’amidon et les protéines et fournissent de l’énergie et de la nutrition aux gens. La forme, la taille et la quantité de cellules et de matériaux de stockage déterminent le poids et la qualité des semences. Les cellules et les matériaux de stockage dans différentes régions de semences ont des morphologies significativement différentes, en particulier pour certaines cultures céréalières à haute teneur en amylose avec inhibition de l’amidon ramissant enzyme IIb1,2,3. Par conséquent, il est très important d’étudier les morphologies des cellules et des matériaux de stockage dans différentes régions de semences.

La paraffine est une bonne méthode pour préparer la section de la taille d’une graine entière et peut présenter la structure tissulaire des graines et l’accumulation de matériel de stockage dans différentes régionsde semences 4,5,6. Cependant, les sections de paraffine ont habituellement 6-8 μm d’épaisseur avec la basse résolution ; il est donc très difficile d’observer clairement et d’analyser quantitativement la morphologie des cellules et des matériaux de stockage. Les sections de résine ont habituellement 1-2 épaisseur de μm et haute résolution et sont très appropriées pour observer et analyser la morphologie des matériaux de cellule et destockage 7. Toutefois, la méthode de sectionation de résine de routine a de la difficulté à préparer la section de la taille d’une graine entière, en particulier pour les graines à fort volume et à forte teneur en amidon; ainsi, il n’existe aucun moyen d’observer et d’analyser la morphologie des cellules et des matériaux de stockage dans différentes régions de la graine. La résine blanche LR est une résine acrylique qui présente une faible viscosité et une forte perméabilité, ce qui conduit à ses bonnes applications dans la préparation de la section résine des graines, en particulier pour les grains matures céréaliers à fort volume et à forte teneur en amidon. En outre, l’échantillon incorporé dans la résine blanche LR peut être taché facilement avec de nombreux colorants chimiques pour montrer clairement la morphologie des cellules et des matériaux de stockage sous la lumière ou le microscope fluorescent7. Dans notre article précédent, nous avons signalé une méthode de sectionation sèche pour la préparation des sections entières de la taille d’une graine de grains de céréales matures incorporés dans la résine blanche LR. La méthode peut également préparer la section entière de la taille d’une graine de noyau de céréales en développement, germé et cuit8. La section obtenue de la taille d’une graine entière a de nombreuses applications dans l’observation et l’analyse de la micromorphologie, en particulier pour observer clairement et analyser quantitativement les différences de morphologie des cellules et des matériaux de stockage dans différentes régionsde semences 8,9.

Cette technique convient aux chercheurs qui veulent observer la microstructure des tissus et la forme et la taille des cellules, des granules d’amidon et des corps protéiques dans différentes régions de semences à l’aide d’un microscope léger. Les images de sections entières de la taille d’une graine tachées spécifiquement pour l’exposition de cellules, de granules d’amidon et de corps protéiques peuvent être analysées par un logiciel d’analyse morphologique pour mesurer quantitativement les paramètres de morphologie des cellules, des granules d’amidon et des corps protéiques dans différentes régions de semences. Afin de démontrer l’applicabilité technique et les applications de sections de la taille d’une graine entière, nous avons étudié les graines matures de maïs et de colza oléaté et les grains de riz en développement, germés et cuits dans cette étude. Le protocole contient quatre processus. Ici, nous utilisons le noyau de maïs mature, qui est le plus difficile à préparer les sections de la taille d’une graine entière en raison du grand volume et de la teneur élevée en amidon, comme échantillon pour exposer les processus étape par étape.

Protocol

1. Préparation de semences encastrées dans la résine (figure 1) Fixer six grains matures de maïs dans 10 mL de glutaraldehyde phosphaté à 2,5 % (0,1 M, pH7,2) à 4 °C pendant 48 h. Les chercheurs peuvent choisir d’autres mélanges fixatifs, concentrations fixatives et conditions de fixation en fonction de leurs objectifs de recherche et de leurs types de tissus. Sortez les grains et coupez-les longitudilement ou transversalement à l’épaisseur de 2-3 mm à l’aide d’une lame à double f…

Representative Results

Méthode simple de sectionment sec pour l’obtention d’une section entière de la taille d’une graineNous établissons une méthode simple de sectionation sèche pour la préparation d’une section entière de graines de la taille d’une graine intégrée dans la résine blanche LR (figure 1). La méthode peut préparer des sections transversales et longitudinales de la taille d’une graine entière d’une épaisseur de 2 μm(figure 2-5,</st…

Discussion

Les semences sont la ressource renouvelable la plus importante pour la nourriture, le fourrage et les matières premières industrielles, et sont riches en matériaux de stockage tels que l’amidon et les protéines. La morphologie et la quantité des cellules ainsi que le contenu et la configuration des matériaux de stockage affectent le poids et laqualité des graines 7,12. Bien que la technologie de stéréologie et d’analyse d’image puisse mesurer la ta…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Le financement a été fourni par la National Natural Science Foundation of China (32071927), le Talent Project de l’Université de Yangzhou et le Programme académique prioritaire de développement des établissements d’enseignement supérieur du Jiangsu.

Materials

Acetic acid Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A501931
Compact glass staining jar (5-Place) Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. E678013
Coomassie brilliant blue R-250 Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A100472
Coverslip Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. F518211
Double-sided blade Gillette Shanghai Co., Ltd. 74-S
Ethanol absolute Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A500737
Flattening table Leica HI1220
Fluorescence microscope Olympus BX60
Fluorescent brightener 28 Sigma-Aldrich 910090
Glass strips Leica 840031
Glutaraldehyde 50% solution in water Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A600875
Glycerol Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A600232
Iodine Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A500538
Isopropanol Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A507048
Light microscope Olympus BX53
LR White resin Agar Scientific AGR1281A
Oven Shanghai Jing Hong Laboratory Instrument Co.,Ltd. 9023A
Potassium iodide Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A100512
Slide Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. F518101
Tweezers Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. F519022
Sodium phosphate dibasic dodecahydrate Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A607793
Sodium phosphate monobasic dihydrate Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. A502805
Ultramicrotome Leica EM UC7

References

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Cite This Article
Qiu, J., Ren, Y., Zhao, L., Zhang, B., Wei, C. A Simple Dry Sectioning Method for Obtaining Whole-Seed-Sized Resin Section and Its Applications. J. Vis. Exp. (167), e61822, doi:10.3791/61822 (2021).

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