Lateral Kök İndüklenebilir Sistemi Arabidopsis Ve Mısır
January 14th, 2016
Lateral Kök İndüklenebilir Sistemi (LRIS), lateral köklerin senkron indüksiyonuna izin verir ve Arabidopsis thaliana ve mısır için sunulmuştur.
Yanal kök indüklenebilir sisteminin genel amacı, hormon tedavileri kullanılarak bitkilerde lateral köklerin başlamasını eşzamanlı olarak indüklemektir. Bitki kökleri gizlidir ve incelenmesi son derece zor olduğu bilinmektedir. Lateral kök başlatma sürecini sitolojik, histolojik ve molekül düzeyinde incelemeye izin veren bir in vitro sistem geliştirdik.
Genel olarak, bu yöntemde yeni olan bilim adamları, bitkilerin ortamla uygun şekilde temas etmemesi ve yanal köklerin homojen bir şekilde indüksiyonunu engellemesi nedeniyle mücadele edebilir. Bu yöntemin görsel gösterimi, homojen bir indüksiyon sağlamak için dikkate alınması gereken kritik adımların gösterilmesine yardımcı olur. Bu sistem başlangıçta küçük bir bitki olan Arabidopsis'te geliştirilmiş olsa da, mısır, pirinç veya arpa gibi diğer sistemlere de uygulanabilir.
Başlamak için, bir çift steril cımbız kullanarak NPA takviyeli büyüme ortamına 20 mikronluk bir naylon ağ uygulayın. Ortamla iyi temas halinde olduğundan emin olmak için bir drigalski kullanarak ağı büyüme ortamının üzerine yavaşça itin. Ardından, kürdan üzerinde yapışkan bir yüzey oluşturmak için steril bir kürdan agarın içine sıkıştırın.
Gazla sterilize edilmiş bir grup tohumu hazırlanan plakalara eşit şekilde dağıtmak için kürdan kullanın. Plakaları nefes alabilen yapışkan bantla kapatın ve karanlıkta en az iki gün ve en fazla bir hafta boyunca dört santigrat derecede saklayın. Bu, tabakalaşma için gereklidir ve senkronize ve verimli çimlenme sağlar.
Üçüncü gün, plakaları iki günlük çimlenme ve ardından 80 ila 90 derecelik bir açıyla üç günlük büyüme için büyüme odasına taşıyın. Sekizinci günde, ağ ile tamamen temas halinde büyüyen kökleri ve tam tersine, ağ ile temas etmeyen kökleri belirleyin. Kökleri ağ ile temas etmeyen tüm fideleri çıkarın.
Fide içeren ağları 10 mikromolar NAA ile desteklenmiş plakalara aktarın. Plakaya girdikten sonra, büyüme ortamı ile iyi temas halinde olduğundan emin olmak için gerekirse ağı orta yüzey üzerinde sürün. Tüm fidelerde homojen bir indüksiyon sağlamak için, ağ ile temas etmemiş fidelerin NPA takviyeli besiyerinde atılması ve gerekirse ağın NAA takviyeli besiyerinde uygun şekilde sıyrılması önemlidir.
Yeni plakaları nefes alabilen bantla kapatın ve indüksiyondan sonra istenen süre boyunca büyüme odasına dikey konumda yerleştirin. Numuneleri toplamaya hazır olduğunuzda, kök segmentlerini doğrudan ağ üzerinde bir kerede kesmek için bir neşter kullanın ve ağın yüzeyini nazikçe kazıyarak numune alın. Şimdi mısırda yanal kök indüklenebilir sistemin bazı adımlarını göstereceğiz.
Önce gerekli sayıda taneyi steril bir cam kabın içine koyarak mısır tanelerini sterilize ederek başlayın. Daha sonra, behere su içinde 100 mililitre% 6 sodyum hipoklorit ekleyin ve manyetik bir karıştırma çubuğu ekleyin. Beheri manyetik bir karıştırıcı üzerine yerleştirin ve oda sıcaklığında beş dakika boyunca düşük hızda karıştırın.
Çamaşır suyu çözeltisini yavaşça çıkarın. 100 mililitre taze steril su ile değiştirin ve çekirdekleri beş dakika durulayın. Bu adımı beş kez tekrarlayın.
Bir çift eldiven giyin ve iki parça el kağıdı havlusunu yırtın ve temiz bir yüzeye üst üste koyun. Ardından, çarşafları uzunluk boyunca iki katına katlayın. 10 çekirdeği üstten yaklaşık iki santimetre uzakta, kağıdın tüm uzunluğu boyunca dağıtmak için cımbız kullanın ve her çekirdek arasında sekiz santimetre ve her iki uçta sekiz santimetre boşluk boşluğu bırakın.
Çekirdeğin radikalinin aşağı ve kağıda doğru baktığından emin olun. Tohumları yerinde tutarken kağıdı yavaşça uzunluk boyunca yuvarlayın. Kağıda steril su püskürtmek, gerekirse bu adımı kolaylaştırabilir.
Ruloları sterilize edilmiş cam tüplere koyun ve ek tüpleri rafa birleştirin. Tüpteki kağıt rulosunun üzerine 125 mililitre 50 mikromolar NPA çözeltisi dökün. Kağıt rulosu çözeltiyi emecek ve tamamen ıslanacaktır.
Kağıt rulosu sistemini üç gün boyunca bir büyütme dolabına yerleştirin. Gerektiğinde ekstra NPA çözeltisi ekleyerek kağıt rulolarının inkübasyon sırasında ıslandığından emin olun. Yanal kök başlangıcının homojen bir şekilde indüksiyonunu sağlamak için, kağıt rulolarının NPA çözeltisinde nemli kaldığını, ancak köklerin sıvının içine batırılmadığını kontrol etmek önemlidir.
NPA'da üç gün sonra, mısır fidesi küçük bir sürgün ve yaklaşık iki ila üç santimetrelik bir köke sahiptir. Dördüncü günde, kalan NPA çözeltisinin çoğunu kağıt rulolarından nazikçe sıkın ve ruloları doygun hale gelene kadar steril suya koyun. Yaklaşık beş dakika sonra, kağıt rulolarındaki suyun çoğunu nazikçe sıkın.
Yıkama adımını üç kez tekrarlayın. Son durulamadan sonra, suyun çoğunu sıkın ve tekrar tüpe koyun. Tamamen ıslanana kadar tüplerdeki kağıt rulolarının üzerine 50 mikromolar bir NAA çözeltisi dökün.
Ardından, kağıt rulo sistemini indüksiyondan sonra istenen süre boyunca büyütme kabinine yerleştirin. NAA'da büyümemiş veya NAA'da bir saat boyunca büyümüş olan öküz tepki belirteç çizgisi pDR5-GUS fideleri ile karşılaştırıldığında, NAA'da iki saat boyunca yetiştirilen fideler, yanal kök başlamasını tetikleyen ilk olaylardan biri olan bir öküz tepkisi gösterir. Bu bölünmeler, yaklaşık iki saatten başlayarak uçtan yukarı doğru hareket etmeye başlar ve NAA'ya uzun süre maruz kaldıkça artar.
Hücre döngüsü işaretleyici çizgisi pCYCB1'i kullanarak; 1-Gus, lateral kök oluşumuna yol açan ilk hücre bölünmeleri, NAA tedavisinin başlamasından yaklaşık altı saat sonra başlayarak görülebilir. Mikrodiziler ve kantitatif rt-PCR, lateral kök indüksiyonu sırasında Arabidopsis ve mısır köklerinin farklı bölgeleri boyunca çeşitli genlerin ekspresyonunu değerlendirmek için kullanılabilir. Hem Arabidposis hem de mısırda, bitkiler daha uzun süre büyüdüğünde, indüklenen bölünmeler yan köklerin gelişmesine ve büyümesine yol açacaktır.
Mısır üzerindeki sistem için kavram kanıtı olarak, burada karşılaştırma için farklı koşullar altında yetiştirilen fideler bulunmaktadır. Suda 10 gün boyunca yetiştirilen fideler, eşzamanlı olarak başlamayan ve eksen boyunca geniş aralıklarla yerleştirilmiş yan köklere sahiptir. NPA'da 10 gün boyunca yetiştirilen fideler hiç yan kök içermez.
NPA'da üç gün boyunca yetiştirilen fideler, ardından bir NAA muamelesi yapılır, yanal köklerin büyük ve senkronize bir indüksiyonunu gösterir. Bu videoda, kök dallanma sürecine ilişkin temel yeni içgörülerin keşfedilmesinde çok önemli olduğu ortaya çıkan yanal kök indüklenebilir bir sistemin nasıl kurulacağını gösterdik. Arabidopsis ve mısır için nasıl çalıştığını size gösterdik, ancak tercih edilen diğer bitki türlerine kolayca uyarlanabilir.
İyi şanslar.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Genel Bakış
Lateral Kök Endüksiyon Sistemi (LRIS), bitkilerde, özellikle Arabidopsis thaliana ve mısırda, lateral köklerin senkron indüksiyonunu sağlar. Bu yenilikçi in vitro sistem, lateral kök başlangıcının çeşitli biyolojik seviyelerde incelenmesini kolaylaştırır.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Bitki Biyolojisi
- Kök Gelişimi
- Hormonal Düzenleme
Arka Plan
- Lateral kökler, bitki stabilitesi ve besin alımı için kritik öneme sahiptir.
- Kök gelişiminin incelenmesi, gizli doğaları nedeniyle zordur.
- Hormonal tedaviler lateral kök oluşumunu indüklemek için kullanılabilir.
- Yöntem başlangıçta Arabidopsis için geliştirildi, ancak diğer türler için de uygulanabilir.
Çalışmanın Amacı
- Lateral köklerin senkron indüksiyonu için bir sistem geliştirmek.
- Başarılı indüksiyon için kritik adımların görsel bir gösterimini sağlamak.
- Lateral kök başlangıç mekanizmalarına olan anlamayı geliştirmek.
Kullanılan Yöntemler
- Bitki köklerinin in vitro kültivazyonu.
- Lateral kökleri indüklemek için hormon tedavilerinin uygulanması.
- Kök başlangıcının sitolojik ve histolojik analizi.
- Araştırmacılara yöntemi yönlendirmek için görsel gösteriler.
Ana Sonuçlar
- LRIS, lateral kökleri senkron bir şekilde başarıyla indükler.
- Görsel yardımlar, indüksiyon sürecinin anlaşılmasını iyileştirir.
- Sistem, çeşitli bitki türlerinde kullanılmak üzere uyarlanabilir.
- Doğru teknikle homojen indüksiyon mümkündür.
Sonuçlar
- LRIS, lateral kök gelişimini incelemek için değerli bir araçtır.
- Başarılı kök indüksiyonu için uygun metodoloji esastır.
- Bu sistem, bitki biyolojisi ve kök sistemleri araştırmalarını ilerletebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
The Lateral Root Inducible System (LRIS) enables highly controlled, synchronous induction of lateral root initiation in Arabidopsis and maize, overcoming the unpredictability of natural root development. This system provides a robust platform for dissecting developmental pathways and gene function in plant models, supporting translational research and comparative genomics. Its adaptability across species positions LRIS as a reusable capability for pipeline-wide functional validation and mechanistic de-risking in plant biotechnology R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables precise interrogation of developmental gene function through synchronized induction events.
- Supports biological de-risking by allowing controlled comparison of gene expression and cell division markers.
- Facilitates predictive confidence in target validation by enabling reproducible sampling at defined developmental stages.
Screening & Assay Development
- Prepares validated plant systems for downstream transcriptomic and phenotypic screening workflows.
- Standardizes induction conditions to ensure reproducibility and quantitative assessment of gene activity.
- Enables scalable, high-throughput sampling for comparative analysis across genotypes or treatments.
Translational & Preclinical Research
- Aligns developmental stage sampling with translational biomarker discovery in comparative genomics.
- Provides continuity from early discovery through preclinical validation in crop improvement pipelines.
- Reduces mechanistic ambiguity by linking molecular markers to phenotypic outcomes in multiple species.
Pipeline & Workflow Integration
LRIS integrates into the discovery continuum from early hypothesis testing and gene function analysis to preclinical validation of developmental pathways in plant models.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven testing of gene function and pathway involvement in root development.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for downstream transcriptomic and phenotypic assays.
- Analytics: Enables robust measurement of gene expression and cell division events for comparative analysis.
- Translational Research: Facilitates cross-species validation of developmental genes and biomarkers.
- Enterprise Reuse: Adaptable protocol supports broad application across plant species and research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces ambiguity in developmental gene function studies.
- Operational Value: Standardizes induction and sampling, improving reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and efficient resource allocation in plant R&D portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of gene targets and developmental pathways for advancement.
Implementation Considerations
- Requires expertise in plant handling, sterile technique, and hormone treatment protocols.
- Needs access to growth chambers, sterile workspaces, and molecular analysis infrastructure.
- Demands cross-team standardization of induction timing and sampling procedures.
- Adaptation to new species may require optimization of hormone concentrations and growth conditions.
- Homogeneity of induction is critical; inconsistent contact with medium can limit reproducibility.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
1:03
Sowing Arabidopsis Seeds: Lateral Root Inducible System in Arabidopsis
2:10
Lateral Root Induction: Lateral Root Inducible System in Arabidopsis
3:26
Sowing Maize Kernels: Lateral Root Inducible System in Maize
5:12
Lateral Root Induction: Lateral Root Inducible System in Maize
6:55
Results: Gene Expression Profiles During Lateral Root Initiation in Arabidopsis and Maize
8:48
Conclusion
