Yöntem makalesi

Kümelenmiş stoma bantlı şeker çözüm daldırma tedavisinde Arabidopsis thaliana fidan tarafından için bir indüksiyon sistemi

DOI:

10.3791/58951

⸱

15 Şubat 2019

 , 
1Department of Integrated Frontier Sciences, The University of Tokyo, 2International Research Organization for Advanced Science and Technology, Kumamoto University

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu iletişim kuralının amacı Arabidopsis thaliana fidan cotyledons içindeki kümelenmiş stoma bantlı daldırma tedavi şeker içeren orta solüsyonu tarafından teşvik ve kloroplast gibi hücre içi yapılar dikkat göstermektir ve confocal kullanarak kümelenmiş guard hücrelerdeki mikrotübüller mikroskobu lazer.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Stomatal hareketi fotosentez ve terleme için gerekli olan bitki gaz Satım aracılık eder. Stomatal açılış ve kapanış önemli bir artış tarafından yapılır ve muhafız hücre içinde sırasıyla azaltmak. İyonları ve su servisi taşımacılığı gardiyan hücreleri ve daha büyük komşu epidermal hücre arasındaki stomatal hareketi sırasında gerçekleştiğinden bitki stoma bantlı aralıklı dağıtım stomatal hareket için en uygun bir dağıtım olarak kabul edilir. Stoma bantlı aralıklı desen perturbing için deneysel sistemleri aralığı desen'ın önemi incelemek yararlıdır. Aralıklı stomatal dağılımı ile ilişkili birkaç anahtar genlerin kimliklerini teşhis ettik ve bu genlerin değiştirerek kümelenmiş stoma bantlı deneysel olarak bağlı olmak. Alternatif olarak, kümelenmiş stoma bantlı Ayrıca genetik değişiklik yapmadan eksojen tedaviler tarafından bağlı olmak. Bu makalede, daldırma tedavi Sükroz içeren orta solüsyonu tarafından Arabidopsis thaliana fidan içinde kümelenmiş stoma bantlı için bir basit indüksiyon sistemi açıklanmaktadır. Bizim Yöntem kolay ve doğrudan transgenik ya da mutant satır için geçerli değildir. Daha büyük kloroplast sükroz kaynaklı kümelenmiş gardiyan hücreleri hücre biyolojik damgasını sunulmaktadır. Buna ek olarak, kortikal mikrotübüller temsilcisi bir confocal mikroskopik görüntüsünü kümelenmiş guard hücre hücre içi gözlem bir örnek olarak gösterilir. Kortikal mikrotübüller radyal yönünü kümelenmiş gardiyan hücreleri Denetim koşulları aralıklı guard hücrelerde olduğu gibi korunur.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bitki stoma fotosentez ve terleme için gaz değişimi için temel bir organdır ve iyon tahrik alımı ve serbest bırakmak-in su ile muhafız hücrelerde önemli değişiklikler stomatal hareketi sağlanır. Mikroskop altında sapları ve yaprakları yüzeylerde stoma bantlı aralıklı dağıtım desen gözlemleyebilirsiniz. Stoma bantlı aralıklı bu dağıtım gardiyan hücreleri ve epidermal hücre1,2komşu arasında iyon ve su değişimi tarafından düzenlenen stomatal hareket yardım kabul edilir. Deneysel Indüksiyon Sistemleri için kümelenmiş stoma bantlı önemini stoma bantlı aralıklı dağılımının araştırılması için yararlıdır.

Bu kayma stoma bantlı kümeleme guard hücre farklılaşma3,4 veya kimyasal bileşik5ile tedavi için anahtar genlerin genetik modifikasyonu ile indüklenen bildirilmiştir. Biz de daldırma tedavi orta solüsyonu sukroz, glikoz, dahil olmak üzere şeker ile desteklenmiş ve fruktoz stomatal Arabidopsis thaliana fidan6cotyledons içinde kümeleme neden bildirdi. Yeni hücre meristemoids ve epidermal hücrelerin ayıran duvarları içinde azaltılmış callose sükroz çözüm daldırma tedavi hücre duvarı, sızıntı engelleyen olumsuz etkileyen düşündüren sükroz tedavi cotyledon epidermisin içinde gözlenen ve Ektopik eylem epidermal guard hücre farklılaşması (Örneğin transkripsiyon faktörleri) bitişik doğru için anahtar gen ürünlerinin6hücreler. Benzer bir mekanizma gsl8/chor mutantlar7,8üzerine çalışmalar önerildi. Deneysel sistemimiz Sükroz içeren orta çözüm kullanarak kümelenmiş stoma bantlı tekrarlanabilir indüksiyon için oldukça kolay ve ucuz. Organelleri ve sitoiskeleti kümelenmiş guard floresan işaretleri bu etiket hücre içi yapılar9, ifade transgenik satırlarına uygulandığında hücreleri gibi hücre içi yapılar araştırmak için de kullanılabilir 10.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. % 3 Sükroz içeren 1/2 Murashige-Skoog orta çözüm hazırlanması

  1. 1.1 g Murashige Skoog orta tuzları ve 15 g sükroz bir ölçek için ekleyin.
  2. 490 mL distile su ilave edilerek de bir heyecan çubuğunu kullanarak karıştırılır.
  3. PH KOH kullanarak 5.8 için ayarlayın.
  4. 500 ml distile su ile sulandırmak ve çözüm orta bir şişe içine aktarın.
  5. Çözüm (121 ° C, 20 dk) tarafından ısıyla sterilize. Hemen değil kullandıysanız, bu çözüm 4 ° C'de Sterilizasyon sonra tutulabilir.

2. indüksiyon Sükroz içeren tarafından kümelenmiş stoma bantlı orta çözüm daldırma tedavi

  1. Tohumlar sterilize.
    1. 500 µL % 5 aktif klor NaClO çözüm ve 1 µL % 10 ekleyerek sterilizasyon çözüm hazırlamak Triton X-100 500 µL steril su için.
    2. CA. 50 transgenik yerleştirin A. thaliana tohum CT-GFP11 veya GFP-TUB612 gibi floresan bir işaretleyici 1.5 mL tüp içine taşıyor.
    3. % 70 etanol çözüm ve mix 1 mL de beş kez ters çevirme tarafından ekleyin. 1 dakika bırakın.
    4. Tohumlar tüpün dibine batacak. Temiz bir bankta yavaşça bir micropipette kullanarak % 70 etanol kaldırın ve 1 mL sterilizasyon çözeltisi ekleyin. De beş kez ters çevirme tarafından mix ve 5 min için bırakın.
    5. Tohumlar yıkayın. Hala temiz bir bankta aseptik koşullar altında çalışma, yavaşça bir micropipette kullanarak çözüm kaldırın ve 1 mL steril su ekleyin. Bu beş kez tekrarlayın.
  2. Her şey temiz bir Bank üzerinde 24-şey plaka 1,5 mL steril % 3 Sükroz içeren 1/2 Murashige Skoog orta çözeltisi ekleyin.
  3. İki sterilize tohum her kuyunun içine ekleyin. Parafilm iki kat kullanarak 24-şey plaka üzerine kapak teyp.
  4. 14 gün boyunca kuluçkaya ve 24-şey plaka bir büyüme odası seti 23.5 ° C'de 100 µmol m−2 s– 1 beyaz ışık kullanarak bir 12-h/12-h koyu döngüsü ile transfer.

3. mikroskobik gözlem kümelenmiş stoma bantlı

  1. Yer 30 µL % 3 Sükroz içeren 1/2 Murashige Skoog orta çözüm bir cam slayt merkezi 24-şey tabağa kuyudan (Boyut: 76 × 26 mm, Kalınlık: 1.0-1.2 mm).
  2. Bir cotyledon bir 14 günlük eski fide diseksiyon makası kullanarak kaldırın. Cotyledon gözlem yüzü yukarı bakacak şekilde çözüm teslimi float.
  3. Cotyledon numune bizim önceki Yöntem13göre hazırlayın. Esasen, çözümün 30 µL bir cam ortasına yerleştirin (Boyut: 18 × 18 mm, Kalınlık: 0,12-0.17 mm). Cam ters çevirin ve cotyledon üzerinde yavaşça yerleştirin. Fazla tampon hav bırakmayan mendil kullanarak silin.
  4. Bir örnek bir confocal lazer mikroskop sahneye ayarla ve parlak alan aydınlatma kullanarak gözlem kümelenmiş guard hücrelerini seçer.
  5. Mikroskop üreticinin yönergelerine uygun fluorescently etiketli hücre içi yapılar confocal görüntüleri elde etmek.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada, Sükroz içeren orta solüsyonu içinde A. thaliana fidan stomatal kümeleme inducing basit bir yöntem için protokol sunulmuştur. Kümelenmiş guard hücreleri Sükroz içeren orta çözümde (Şekil 1B) yetiştirilen büyük kloroplast guard (Şekil 1A) denetim sukroz içermeyen koşullarında yetiştirilen hücrelerin daha var. Kloroplast genişleme CT-GFP11, kloroplast stroma ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biz indüksiyon kümelenmiş stoma bantlı protokollerde A. thaliana fidan tarafından daldırma tedavi Sükroz içeren orta solüsyonu ile sundu. Burada gösterildiği gibi bu yöntem çok basit ve hiçbir özel beceri gerektirir ancak verimli bir şekilde kümelenmiş stoma bantlı tetikleyebilir. Gardiyan hücreleri % 45'den fazla kümelenmiş % 3 Sükroz içeren yapmak ile orta çözüm (20'den fazla bağımsız gözlemler ortalama değerler)6. Ayrıca, bu deneysel sistem doğrudan transgenik ya da mutant satırlarına ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Prof. Seiichiro Hasezawa için çalışmalarımız onun tür destek için minnettarız. Bu eser bilim promosyon (JSP'ler) KAKENHgrant 17 K 19380 numaralar ve 18 H 05492, temel bilim araştırma projeleri için bir hibe için Sumitomo temelden numarası 160146 ve Canon vakıf T.H. için vermek için hibe--dan Japonya toplum tarafından desteklenmiştir Bu deneysel sistem K. A. JSP'ler KAKENHgrant numarası 26891006 bir mali destek altında geliştirilmiştir Robbie Lewis, Edanz yazının taslağını düzenlemek için Grup (www.edanzediting.com/ac) yüksek lisans teşekkür ediyoruz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
24 oyuklu plakaSumitomo BakalitMS-0824R
488 nm lazerFurukawa DenkoHPU-50101-PFS2
488 nm lazerOlympusSapphire488-20/O
510 nm uzun geçiren filtreOlympusBA510IF
524 - 546 nm bant geçiren filtreSemrockFF01-535/22-25
530 nm kısa geçiren filtreOlympusBA530RIF
561 nm lazerCVI Melles Griot85-YCA-025-040
604 - 644 nm bant geçiren filtreSemrockFF01-624/40-25
Konfokal lazer tarama kafasıYokogawaCSU10
Konfokal lazer tarama kafasıOlympusFV300
Soğutmalı CCD kameraFotometriCoolSNAP HQ2
Görüntü elde etme yazılımıMoleküler CihazlarMetaMorph sürüm 7.8.2.0
Görüntü alma yazılımıOlympusFLUOVIEW v5.0
Daldırma yağıOlympusDaldırma Yağı Type-Fne = 1.518 (23 derece)
Ters mikroskopOlympusIX-70
Ters mikroskopOlympusIX-71
Murashige ve Skoog Bitki Tuzu KarışımıFUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation392-00591Murashige T ve Skoog F (1962), Tütün doku kültürleri ile hızlı büyüme ve biyo tahliller için gözden geçirilmiş bir ortam. Fizyoloji Plantarum 15(3), 473-497.
Objektif lens OlympusUPlanApo 100x / 1.35 NA Yağ İris 1.35NA = 1.35
Objektif lens OlympusUPlanAPO 40x / 0.85 NANA = 0.85
SükrozFUJIFILM Wako Saf Kimya Şirketi196-00015
, ,

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Raschke, K., Fellows, M. P. Stomatal movement in Zea mays: shuttle of potassium and chloride between guard cells and subsidiary cells. Planta. 101 (4), 296-316 (1971).
  2. Higaki, T., Hashimoto-Sugimoto, M., Akita, K., Iba, K., Hasezawa, S. Dynamics and environmental responses of PATROL1 in Arabidopsis subsidiary cells. Plant and Cell Physiology. 55 (4), 773-780 (2013).
  3. Bergmann, D. C., Sack, F. D. Stomatal development. Annual Review of Plant Biology. 58, 163-181 (2007).
  4. Pillitteri, L. J., Torii, K. U. Mechanisms of stomatal development. Annual Review of Plant Biology. 63, 591-614 (2012).
  5. Sakai, Y., et al. The chemical compound bubblin induces stomatal mispatterning in Arabidopsis by disrupting the intrinsic polarity of stomatal lineage cells. Development. 144 (3), 499-506 (2017).
  6. Akita, K., Hasezawa, S., Higaki, T. Breaking of plant stomatal one-cell-spacing rule by sugar solution immersion. PLOS One. 8 (9), 72456(2013).
  7. Chen, X. Y., et al. The Arabidopsis callose synthase gene GSL8 is required for cytokinesis and cell patterning. Plant Physiology. 150 (1), 105-113 (2009).
  8. Guseman, J. M., et al. Dysregulation of cell-to-cell connectivity and stomatal patterning by loss-of-function mutation in Arabidopsis chorus (glucan synthase-like 8). Development. 137 (10), 1731-1741 (2010).
  9. Akita, K., Hasezawa, S., Higaki, T. Cortical microtubules and fusicoccin response in clustered stomatal guard cells induced by sucrose solution immersion. Plant Signaling and Behavior. 13 (4), 1454815(2018).
  10. Akita, K., Hasezawa, S. Sugar solution induces clustered lips. Cytologia. 79 (2), 125-126 (2014).
  11. Holzinger, A., Buchner, O., Lütz, C., Hanson, M. R. Temperature-sensitive formation of chloroplast protrusions and stromules in mesophyll cells of Arabidopsis thaliana. Protoplasma. 230 (1-2), 23-30 (2007).
  12. Abe, T., Hashimoto, T. Altered microtubule dynamics by expression of modified α-tubulin protein causes right-handed helical growth in transgenic Arabidopsis plants. The Plant Journal. 43 (2), 191-204 (2005).
  13. Higaki, T. Real-time imaging of plant cell surface dynamics with variable-angle epifluorescence microscopy. Journal of Visualized Experiments. (106), 53437(2015).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

S kroz UygulamasBek i H cre HacmiKloroplast B y mesiKortikal Mikrot b llerKonfokal MikroskopiMurashige Skoog BesiyeriStoma K melenmesiFide nk basyonu

İlgili makaleler