Cinsel olarak üreyen organizmalarda genetik olarak benzersiz yavruların oluşumu, erkek ve dişi gametlerin başarılı bir şekilde kaynaşmasına bağlıdır. Çiçekli bitkilerde, çift döllenme sırasında iki erkek gametin (sperm hücreleri) iki dişi gamet (yumurta hücresi ve merkezi hücre) ile etkileşimi, polen tüpünden (erkek gametofit) sperm salınımına bağlıdır. Polen tüpü alımı olarak adlandırılan bu süreç, büyük ölçüde embriyo kesesi (dişi gametofit) içinde bulunan sinergid hücreler tarafından kontrol edilir1,2. Polen tüpü alımı çiçeğin derinliklerinde gerçekleştiğinden, yarı in vitro (SIV) polen tüpü alımı adı verilen işlemin canlı hücre görüntülemesine izin veren bir yöntem oluşturulmuştur3. Bu yöntemle, eksize edilmiş Arabidopsis ovülleri yarı sıvı polen çimlenme ortamına yerleştirilir ve stil ileten trakt kavşağı 3,4'te kopmuş bir pistilin damgası ve stili ile büyüyen polen tüpleri tarafından hedeflenir. Bu tekniğin geliştirilmesinden bu yana, ayrıntılı gözlemler polen tüpü rehberliği, alımı ve gübrelemesini çevreleyen çeşitli keşiflere yol açmıştır. Diğerlerinin yanı sıra, bu keşifler arasında stigma3 yoluyla büyüme yoluyla polen tüpü hedefleme yetkinliğinin kazanılması, polen tüpügelişi 5,6,7,8,9 üzerine sinerjlerde hücre içi kalsiyum salınımlarının başlaması ve polen tüpü patlaması üzerine sperm hücresi salınımı ve döllenme dinamikleri10 bulunmaktadır . Bununla birlikte, bu teknik ovüllerin eksizyonuna dayandığından, döllenme gözlemleri sayıca sınırlıdır ve polen tüpü alımı genellikle anormaldir ve polen tüpü rüptürünün başarısızlığına neden olur (Video 1 ve Ek Dosya 1). Bu nedenle, polen tüpü alımı ve gübrelemesinin yüksek verimli analizlerine izin veren daha verimli bir yaklaşıma ihtiyaç vardır.
Bu protokolün geliştirilmesinde, polen tüpü alımını analiz etmek için en "in vitro" yöntemlerden en "in vivo" yöntemlere kadar uzanan birkaç yeni yaklaşım test edildi ve günde 40 adede kadar döllenme gözlemine izin veren tüm septumun eksizyonuna dayanan etkili bir teknik üzerinde duruldu. Burada, çiçek evreleme, diseksiyon, orta hazırlık ve görüntüleme ayarları dahil olmak üzere tekniğin nüansları ve kritik noktaları özetlenmiştir. Bu protokolü izleyerek, polen tüpü rehberliği, polen tüpü alımı ve çift döllenmeye odaklanan araştırmalar kolaylaştırılmalıdır. Yöntemin izin verdiği daha yüksek örneklem boyutlarının, canlı görüntüleme deneylerinden elde edilen sonuçların bilimsel sağlamlığını desteklemesi beklenmektedir. Bu tekniğin potansiyel uygulamaları, genetik olarak kodlanmış biyosensörlerin kullanımı yoluyla gametofit etkileşimleri sırasında sitozolik kalsiyum konsantrasyonlarındaki ([Ca2 +] sit), pH veya H2O2'dekimoleküler ve fizyolojik değişikliklerin gözlemlerini içerir, ancak bunlarla sınırlı değildir. Ayrıca, alıcı sinerjinin dejenerasyonu, sperm hücresi göçü veya karyogami gibi sitolojik değişiklikler, bu gelişmiş yöntem kullanılarak daha kolay gözlemlenebilir. Son olarak, döllenmenin farklı aşamalarının zamanlaması geniş alan mikroskobu altında izlenebilir ve daha sonra daha yüksek çözünürlük ve 3D rekonstrüksiyon için konfokal lazer tarama mikroskobu (CLSM) veya iki foton uyarma mikroskobu (2PEM) kullanılarak daha ayrıntılı analizler yapılabilir.