Helianthus Annuus'ta Büyük Ölçekli Termal Görüntüleme Taraması ile Bitki Transpirasyonunun Yeni Regülatörlerinin Belirlenmesi

Özet

Bir bileşik kitaplığın büyük ölçekli taraması ile foliar transpirasyon modülatörlerini tanımlamak için bir yöntem salıyoruz.

Özet

Biyotik ve abiyotik streslere bitki adaptasyonu çeşitli faktörler tarafından yönetilir, aralarında su açığı veya patojenlere yanıt olarak stomatal diyafram düzenlenmesi önemli bir rol oynar. Bu nedenle stomatal hareketi düzenleyen küçük moleküllerin tanımlanması, bitkilerin çevrelerine uyum sağlamalarının fizyolojik temelini anlamalarına katkıda bulunabilir. Stomatal hareketin düzenleyicilerini tanımlamak için kullanılan büyük ölçekli tarama yaklaşımlarının potansiyel sınırlamaları vardır: bazıları abscisik asit (ABA) hormon sinyal yolu üzerinde yoğun olarak dayanır, bu nedenle ABA-bağımsız mekanizmalar hariç, diğerleri ise bitki büyümesi ve gelişimi gibi dolaylı, uzun vadeli fizyolojik etkilerin gözlemine dayanır. Burada sunulan tarama yöntemi, bitkilerin kimyasal bir kütüphane ile büyük ölçekli tedavi termal görüntüleme ile transpirasyon doğrudan bir nicelik selektib ile birleştiğinde sağlar. Yaprak yüzeyinin soğuması ile transpirasyon yoluyla suyun buharlaşması ndan, termal görüntüleme zaman içinde stomatal iletkenlik değişiklikleri araştırmak için non-invaziv bir yaklaşım sağlar. Bu protokolde Helianthus annuus fideleri hidroponik olarak yetiştirilir ve daha sonra kök besleme ile tedavi edilir, birincil kök kesilir ve test edilen kimyasal içine batırılır. Zaman içindeki kotoledoner sıcaklık değişikliklerinin istatistiksel analizini takip eden termal görüntüleme, stomatal diyafram açıklığını modüle eden biyoaktif moleküllerin tanımlanmasına olanak sağlar. Kavram kanıtı deneylerimiz, bir kimyasalın kesik kökten ayçiçeği fidesinin karyolasına 10 dakika içinde taşınabileceğini göstermektedir. Buna ek olarak, bitkiler olumlu bir kontrol olarak ABA ile tedavi edildiğinde, yaprak yüzey sıcaklığında bir artış birkaç dakika içinde tespit edilebilir. Böylece yöntemimiz stomatal diyafram açıklığını düzenleyen yeni moleküllerin etkin ve hızlı bir şekilde tanımlanmasını sağlar.

Giriş

Bitkilerde stres toleransı moleküler, hücresel, gelişimsel ve fizyolojik özellikleri ve mekanizmaları çeşitli etkilenmiştir polijenik bir özelliktir^1. Dalgalı bir ortamda bitkiler sürekli yeterli su muhafaza ve patojen invazyonu önlerken karbon için fotosentetik talebi dengelemek için stomatal hareketlerini modüle etmek gerekir²; ancak, bu trade-off "kararlar" tarafından yapılan mekanizmalar kötü anlaşılmaktadır³. Biyoaktif moleküllerin bitkilere tanıtılması fizyolojilerini modüle edebilir ve yeni düzenleme mekanizmalarının araştırılmasına yardımcı olabilir.

Küçük molek....

Protokol

1. Bitkilerin yetiştirimi

1. Standart 10 inç x 20 in. (254 mm x 501 mm) deliksiz bitki tepsilerine 4 cm kalınlığında ince vermikülit tabakası ekleyin.
2. Tohum tutucuları yerleştirin (bkz. Malzemeler Tablosu) 2 cm arayla bitki tepsilerine.
3. Tohum tutucuları vermikülitle doldurun.
4. Her tohum tutucu aşağı sivri ucu ile bir ayçiçeği tohumu yerleştirin, böylece tohum yarısı maruz kalır aşağı iterek.
   NOT: Ayçiçeği tohumu asimetriktir ve rakülin ortaya çıkacağı yerden sivri uç aşağıya doğru inmelidir. Tohum tutucular içinde kök ve sapın yeniden yönlendirmesi mümkün olmadığı için uygun tohum yerleşimi önemlidir. Tohumun yuv....

Sonuçlar

Kırmızı boya Eritrosin B (0.8 kDa) kullanılarak yapılan bir deney, kimyasalların 10 dakika içinde bir ayçiçeği fidesinin karyolalarına kesilmiş bir kök yoluyla gözle görülür bir şekilde emilme yeteneğini göstermektedir(Şekil 1).

Bitkiler ABA ile tedavi edildiğinde, birkaç dakika içinde ayçiçeği kotonlarında yaprak sıcaklığında bir artış tespit edilir. Yaprak sıcaklığındaki bu artış stomatal diyafram.......

Tartışma

Belirli bir günde test edilebilen bileşiklerin sayısı çoğunlukla (i) bitkileri büyütmek ve ekranı gerçekleştirmek için mevcut olan çevre kontrollü alana ve (ii) protokolün 6. İstatistiksel tedavi den sonra sonuçların yorumlanmasını pekiştirmek için üç deneysel kopya kullanılmasını öneriyoruz. Tipik bir günde, bir ila iki kişi örneğin [60 kimyasallar + 6 negatif (DMSO) kontrolleri + 3 pozitif (ABA) kontrolleri] sabah, öğle ve öğleden sonra] test ederek zorlanmadan triplicates 60 bileşikleri tarayabilirsiniz.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
1020 drenaj deliği			Standart 10 x 20 inç tepsiler
2.0 mL mikrotüpler, kapaksız	Genesee Scientific	22-283NC
Absisik asit (ABA)	Sigma-Aldrich	A1049
Hava pompası	Aktif Aqua	AAPA7.8L	2 Çıkış, 3W, 7.8 L/dk
Hava Taşları
Kimyasal bileşik kütüphanesi	MicroSource Discovery		Doğal Ürün
Koleksiyonu Creative Versa-Tool (odun yakma aracı)	Nasco	9724549
Dimetilsülfoksit (DMSO), bitki hücre kültürü test edilmiş	Sigma-Aldrich	D4540
Cüce Güneş Lekesi Ayçiçeği çekirdeği	Outsidepride.com
Eritrosin B	Sigma-Aldrich	200964
Hidroponik gübre seti (FloraBloom, FloraGrow, FloraMicro)	Genel Hidroponik	GL51GH1421.31.11
Kimwipes Hassas Görev Silecekleri	Kimberly-Clark Professional	34155
Dizüstü Bilgisayar	Dell
MES hidrat	Sigma-Aldrich	M2933
Mikrodiseksiyon makası
Microsoft Excel	Microsoft
Potasyum hidroksit (KOH)	Sigma-Aldrich	P5958
ResearchIR Yazılımı	FLIR
R-Tech Sert Polistiren Köpük Levha	Köpük
Tohum Tutucular	Araponics	N/A
Süper Küvet (plastik yardımcı küvet)	Maccourt	ST3608	Hidroponik için kullanılan 36 x 24 x 8 inç küvet
T450sc LWIR (Uzun Dalga Kızılötesi) El Tipi Termal Görüntüleme Kamerası	FLIR	FLIR-T62101	Dizüstü bilgisayara bağlanmak için gereken şarj kablosu ve USB kablosu ile birlikte gelir
Vermikülit
Su filtresi	SunSun	HW-304B Pro Teneke Kutu Filtresi

olmayan plastik yetiştirme tepsileri