Callos, çeşitli yüksek bitkilerin hücre duvarlarında bulunan doğal olarak bulunan β-1,3-glukanın polisakkaridi olan bir polisakkarittir. Kalloz, kallos sintazları (CalS) tarafından sentezlenir ve β-(1,3)-glukanazlar 1,2,3 tarafından parçalanır. Büyüme, gelişim ve abiotik ve biyotik streslere yanıt dahil olmak üzere çeşitli biyolojik süreçlerde yer alır 4,5,6. Patojen enfeksiyonu sırasında, papillalarda kallos birikiminin artması, komşu bitki hücreleri arasında geçirgenlik bariyeri olarak görev yaparak daha fazla mikrobiyal kolonizasyonu önlemeyeyardımcı olur 2,4,7,8,9,10,11,12 . Saldırıya uğrayan dokuda patojenin invazını yavaşlatarak, kalloz birikintisi ek savunma yanıtlarının indüklenmesi için zamantanır 13. Bitki dokularındaki kallosun doğru uzaylı-zamansal nicelenmesi, çeşitli fizyolojik süreçlerdeki rolünü anlamak için gereklidir. Ancak, bitki dokularından kallos nicelik ölçeme yöntemleri olan epifloresan mikroskopisi, immünoflüoresans mikroskopisi ve floresan spektrofometrisi gibi önemli sınırlamalar ve nicelik zorlukları bulunmaktadır. Bu nedenle, bu dezavantajları aşmak için kallos niceliği için alternatif yöntemlerin araştırılması acil bir ihtiyaç vardır. İmmünoflüoresans spektrofotometrisi veya enzimle bağlantılı immünosorbent testi (ELISA) ile bitki örneklerinde yüksek özbaşıklık, hassasiyet, güvenilirlik, tekrarlanabilirlik ve yüksek verimlilik içeren kallos niceliklendirme yöntemini daha verimli bir yöntem sunabileceği öne sürüldü.
Kallos nicelendirmesi için altın standart yöntem, anilin mavisi boyalı kalloz parçacıklarının epifloresansmikroskopisi 14,15,16,17 ile görüntülenmesini içerir. Anilin mavisi boyalı kalloz, mavi veya UV ışığı uyarımına maruz kaldığında sarı floresan parçacıklar olarak görünür; bu parçacıklar ya elle14,15 floresan kallos parçacıkları sayılabilir ya da otomatik kallos sayma yazılımıyla sayılabilir. Kallos parçacıklarının manuel sayımı zahmetli, zaman alıcı ve araştırmacıiçin öznel bir konudur; oysa otomatik sayma yazılım kaynakları ve önemli teknik beceriler edinmeyi gerektirir. Otomatik kallose sayımı için kullanılan bazı yazılımlar arasında ImageJ 19,20,21,22, photoshop 23, CalloseMeasurer24, Icy18,25 ve Ilastik26 bulunmaktadır. Anilin mavisi boyalı kallos ayrıca floresans spektrofotometrisi 17,19,27,28,29 kullanılarak da nicelendirilebilir. Ancak, epifloresans mikroskobu ve floresans spektrofotometrisiyle ilişkili yüksek arka plan/otofloresans, düşük sinyal-gürültüoranı 26 nedeniyle bu yöntemleri zor ve güvenilmez hale getirir. Ayrıca, anilin mavisi, kallos30 dışında diğer β-1,3-glukanları da boyayabilir; bu da hem epifloresans mikroskopisi hem de kallos algılama ve nicelik için floresans spektrofotometri yöntemlerini kısmen spesifik olmayan ve güvenilmez hale getirir. Kalloza özgü antikorlara dayanan bir immünoflüoresans mikroskopi yöntemi, kalloza özgü antikorlara dayanan bir yöntem de çeşitli çalışmalardakullanılmıştır 31,32,33. Bu yöntem, anilin mavisi boyanmış kallozun epifloresan mikroskopisiyle bazı dezavantajları paylaşsa da, burada kullanılan antikorlar sayesinde kalloza özgü olma avantajına sahiptir. Kalloz niceliği de enzim aktivite temelli yöntemlerle gerçekleştirilmiştir. Kallos nicelendirilmesi için enzim aktivitesine dayalı yöntemler, kalloz sentazı (CalS)20,33 ve β-(1,3)-glukanazaktivitelerinin 34,35 değerlendirilmesini içerir. Enzim aktivitesine dayalı yöntemlerin, epifloresan mikroskopisi, immünofluoresans mikroskopisi ve floresan spektrotometrisine kıyasla birkaç dezavantajı vardır. Bunlar arasında kallosun dolaylı tahmini, enzim çıkarma ve enzim aktivite testlerinin zorluğu ve bitki dokularında kallosun eşit dağılımın olmaması yer alır.
Epifloresan mikroskobi, immünoflüoresans mikroskopisi, floresan spektrofotometrisi, CalS ve β-(1,3)-glukanaz testleri gibi mevcut kallos nicelik yöntemlerinin dezavantajları nedeniyle, 1) yüksek özgüllük, hassasiyet, güvenilirlik ve tekrarlanabilirlik ile 2) yüksek verimlilik yeteneğine sahip daha kolay kallos niceliklendirme gibi birçok avantaj sunacak yeni bir kallos nicelendirme yöntemi geliştirilmesi gerekmiştir. Kallos nicelendirme için immünoflüoresans spektrofotometrisinin kullanımı henüz araştırılmamıştır. Burada, immünoflüoresans spektrofotometrisine dayalı yeni bir kallos nicelik yöntemi, daha spesifik olarak Enzim Bağlantılı İmmünosorbent Testi (ELISA) rapor edilmiştir. Yöntem, kallosun farklı bitkilerde veya dokularında kallosun niceliklendirilmesi için optimize edilebilir; nasır, hassasiyet, tekrarlanabilirlik ve yüksek verimli deneysel yetenekliliğe sahiptir. Bu yöntem, eğer o analite karşı antikor mevcutsa, herhangi bir bitki bazlı analitin niceliyebileceği şekilde de değiştirilebilir. Kallosun bitki dokularında doğru, verimli ve güvenilir uzaylı-zaman dağılımını sağlamak için, mikroskopi, spektrofotometri ve enzim aktivitesine dayalı yöntemler dahil olmak üzere farklı kallos nicelendirme yöntemlerinin aynı anda kullanılması önerilir. Sonuç olarak, bu durum kallos'un çeşitli fizyolojik ve stres tepkilerindeki rolünün doğru ve verimli şekilde anlaşılmasını sağlayacaktır.