Genetiği keşfedin A Tohum Kabuğunun Yatak Deneyi<em> In Vitro</em> Nasıl Endosperminde Denetimler Çimlenme içinde<em> Arabidopsis thaliana</em
Summary
Biz Arabidopsis thaliana tohum tohum kat yatak tahlili (SCBA) monte prosedürü sunuyoruz. SCBA genetik ve in vitro keşfetmek için güçlü bir araç olduğu gösterilmiştir nasıl uyuyan tohum ve hafif uyaranlara yanıt olarak endosperm kontrolleri tohum çimlenme. SCBA endosperm embriyonik büyümeyi etkilemek için şüphelenilen her durumda altında uygulanabilir prensip olarak.
Abstract
Arabidopsis endosperm olgun embriyoyu çevreleyen ve uyuyan tohumların çimlenmesini veya (FR) uzak kırmızı ışık atımı ile ışınlanmış nondormant tohumların bunu önlemek için önemli bir rol oynayan bir tek hücre tabakası oluşur. Ayrıca endosperm tarafından uygulanan çimlenme baskıcı aktivitesi altında yatan moleküler genetik mekanizmaları anlamak için, bir "tohum kat yatak" deneyi (SCBA) icat edildi. SCBA fiziksel tohum kat altta yatan bir katman üzerinde embriyo gelişimini izleme sağlar tohumlardan tohum mont ve embriyolar ayıran bir diseksiyon işlemdir. Dikkate değer, SCBA tohum dinlenmesi ve tohum çimlenme FR-bağımlı kontrolü bağlamında tohum kat çimlenme baskıcı faaliyetlerini yeniden oluşturulmasını. SCBA, atıl nondormant ve genetik olarak değiştirilmiş tohum kabuğu ve embriyo malzemeleri, çimlenme kontrol genetik yollarının kombinasyon kullanımına izin verir ve özel olarak op yanaendosperm ve embriyo aşmayınız disseke edilebilir. Burada bir ayrıntı SCBA'yı monte prosedürü biz.
Introduction
Arabidopsis olgun tohumlarda, tohum kabuğu testa, maternal kökenli ölü doku bir dış tabaka, ve endosperm, embriyo doğrudan 1 çevredeki canlı doku tek bir hücre tabakası oluşmaktadır. Endosperm ve embriyo ayrı fertilizasyon olaylardan türetilmiştir: embriyo, bir anne ve bir baba genomu 2 ile diploid doku ise endosperm anne ve bir baba genom iki ile bir triploid dokudur.
Geleneksel olarak endosperm atanan ana işlevi bir besleyici doku olmasıdır. Bununla birlikte, aynı zamanda endosperm tohum çimlenmesi kontrol etmek için merkezi bir rol oynadığını giderek daha belirgin hale gelmektedir. Bu kavram, uyuşukluk durumunda yeni üretilen tohumlar tarafından sergilenen bir özellik birinci belli oldu. Uyuyan tohumlar çimlenme elverişli koşulların varlığına rağmen çimlenmeye başarısız. Tohumlar bir olgunlaşma döneminden sonra kendi uyuşukluğuna kaybeder ve nondorman halineuygun çimlenme koşullarına maruz kaldığında t, yani çimlenir. Model bitki Arabidopsis dahil olmak üzere birçok bitki türünün içinde, tohum kabuğu kesinlikle çiğit kaldırma embriyonik büyüme ve 3,4 yeşillendirme tetikler beri uykuda tohumların çimlenmesini önlemek için gereklidir. Arabidopsis'te, Bethke et al. Çimlenme endosperm 5 çevreleyen endosperm korurken testa çıkardıktan sonra bastırılmış kaldığı görülmektedir. Bu gözlemler, güçlü endosperm, embriyo üzerinde baskı uygulayarak aktivitesi tohum kabuğu içindeki doku olduğunu belirtti. Ancak, tohum kabuğu kaldırma deneyleri zorunlu tohum kat tarafından sağlanan çimlenme baskıcı faaliyetin doğasını açıklığa kavuşturulması ne de bunu uygulamak genlerin belirlenmesi yardım yok.
Biz son zamanlarda tohum kabukları ve embriyolar fiziksel olarak ayrılmış ama yakın proxi tutulur bir tohum kat yatak tahlili (SCBA) tanıttımity endosperm sağladığı çimlenme baskıcı aktivitesi 6 korunur, böylece. SCBA, uyuyan nondormant ve genetiği değiştirilmiş tohum ceket ve embriyonik malzemelerin birleştirici kullanımına izin verir. Bunun bir sonucu olarak, çimlenme ve özellikle endosperm ve embriyoda işletim kontrol genetik yolları çıkarılmasına olanak sağlar. SCBA endosperm 6 büyümesini bastırmak için embriyo doğru fitohormon absisik asit (ABA) serbest bırakır göstermek için uyuşukluk bağlamında kullanılmıştır. Ayrıca biz Dormantlığı tanıtmak için sinyal endosperminde faaliyet yollar ve embriyonik doku tanımlamak için SCBA'yı kullanabilirsiniz.
Çimlenme kontrol endospermin rolü daha çok kırmızı (FR) ışık darbesine maruz nondormant tohumların davayı dikkate alarak güçlendi. Erken tohumun çekilmesi üzerine bir FR ışık palsı çimlenme 7,8 inhibe ettiği bilinmektedir. Tohum kat tohumlardan FR bir ışık nabız kaldırıldığındaşiddetle endosperm de nondormant tohumların 9 çimlenmesini ezemez düşündüren, çimlenme inhibe edemedi. Dikkate değer olarak, bağımsız solunum aparatı da çimlenme FR-bağımlı inhibisyonu özetlemek için kullanılabilir. Bu tohum çimlenme bu FR-bağımlı inhibisyonu da endosperm 9 ABA salınmasını içeren bir süreç olduğunu göstermektedir bırakıldı. Ayrıca, bağımsız solunum aparatı endosperm ve hafif ipuçları 9,10 cevaben nondormant tohum çimlenmesi kontrol etmek için embriyo faaliyet gösteren farklı ışıklı sinyal yollarını tespit izin verdi.
SCBA tohum çimlenme kontrolü bağlamında endosperm işlevini keşfetmek için güvenilir bir teknik olduğu, bu nedenle görünüyor. Ayrıca, çimlenme kontrol şüphelenilen genler endosperm, embriyo ya da her ikisi dokularda faaliyet olup olmadığını değerlendirmek için in vitro güçlü bir araçtır. Burada bir ayrıntı SCBA'yı birleştirmek için gereken çeşitli adımları biz.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada açıklanan çiğit yatak deneyi (SCBA) prosedürü prensip olarak Arabidopsis tohum çimlenme bloke (ya da sonra) ve endosperm, bu tutuklama uygulamaya şüphelenilen herhangi bir durum için geçerlidir. İkincisi, tohum kabuğunu (testa ve endosperm) kaldırılması ve embriyolar, tohum kaplama ile çevrili zaman bu göre daha hızlı bir büyüme embriyonik ilerler gözlemlenen gözlemleyerek kanıtlanabilir. Çimlenme özellikle çevresel, fiziksel parametrelere (örneğin su ya da potansiy…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı tarafından hibe ve Cenevre Devlet tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | To refer |
| Thermomixer Comfort | Eppendorf AG | 5355 000.011 | Eppendorf AG, Hamburg, Germany |
| Vacusafe Comfort | INTEGRA Biosciences AG | 158 310 | Integra Biosciences AG, Zizers, Switzerland |
| Petri dish plate (100 mm x 20 mm) | Greiner Bio-One GmbH | 664 102 | Greiner Bio-One GmbH, Frickenhausen, Germany |
| Murashige and Skoog | Sigma-Aldrich | M5524 | Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA |
| MES | Sigma-Aldrich | M3671 | Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA |
| Agar (plant agar) | Duchefa Biochemie B.V. | P1001 | Duchefa Biochemie, Haarlem, Netherlands |
| Dumont forceps #5 | Fine Science Tools GmbH | 11251-10 | Fine Science Tools GmbH, Heidelberg Germany |
| Syringe needle | BD Micro-Fine | 324827 | BD, Franklin Lakes, NJ USA |
| Nylon mesh (SEFAR NYTEX) | SEFAR AG | 03-50/31 | Sefar AG, Heiden, Switzerland |
| Growth chamber | CLF Plant Climatics | Percival I-30BLLX | CLF plant Climatics, Wertingen, Germany |
| Paclobutrazol | Sigma-Aldrich | 46046 | Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA |
References
- Debeaujon, I., Leon-Kloosterziel, K. M., Koornneef, M. Influence of the testa on seed dormancy, germination, and longevity in Arabidopsis. Plant Physiol. 122, 403-414 (2000).
- Baroux, C., Spillane, C., Grossniklaus, U. Evolutionary origins of the endosperm in flowering plants. Genome Biol. 3, reviews1026 (2002).
- Debeaujon, I., Lepiniec, L., Pourcel, L., Routaboul, J. -. M., Bradford, K., Nonogaki, H. . Seed development, dormancy and germination. , 25-43 (2007).
- Finch-Savage, W. E., Leubner-Metzger, G. Seed dormancy and the control of germination. New Phytol. 171, 501-523 (2006).
- Bethke, P. C., et al. The Arabidopsis aleurone layer responds to nitric oxide, gibberellin, and abscisic acid and is sufficient and necessary for seed dormancy. Plant Physiol. 143, 1173-1188 (2007).
- Lee, K. P., Piskurewicz, U., Tureckova, V., Strnad, M., Lopez-Molina, L. A seed coat bedding assay shows that RGL2-dependent release of abscisic acid by the endosperm controls embryo growth in Arabidopsis dormant seeds. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 19108-19113 (2010).
- Reed, J. W., Nagatani, A., Elich, T. D., Fagan, M., Chory, J. Phytochrome A and Phytochrome B Have Overlapping but Distinct Functions in Arabidopsis Development. Plant Physiol. 104, 1139-1149 (1994).
- Shinomura, T., et al. Action spectra for phytochrome A- and B-specific photoinduction of seed germination in Arabidopsis thaliana. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93, 8129-8133 (1996).
- Lee, K. P., et al. Spatially and genetically distinct control of seed germination by phytochromes A and B. Genes Dev. 26, 1984-1996 (2012).
- Lee, K. P., Lopez-Molina, L. Control of seed germination in the shade. Cell Cycle. 11, 4489-4490 (2012).
- Piskurewicz, U., et al. The gibberellic acid signaling repressor RGL2 inhibits Arabidopsis seed germination by stimulating abscisic acid synthesis and ABI5 activity. Plant Cell. 20, 2729-2745 (2008).
- Piskurewicz, U., Tureckova, V., Lacombe, E., Lopez-Molina, L. Far-red light inhibits germination through DELLA-dependent stimulation of ABA synthesis and ABI3 activity. EMBO J. 28, 2259-2271 (2009).
- Debeaujon, I., Koornneef, M. Gibberellin requirement for Arabidopsis seed germination is determined both by testa characteristics and embryonic abscisic acid. Plant Physiol. 122, 415-424 (2000).
- Sun, T. P., Kamiya, Y. The Arabidopsis GA1 locus encodes the cyclase ent-kaurene synthetase A of gibberellin biosynthesis. Plant Cell. 6, 1509-1518 (1994).
- Alonso, J. M., et al. Genome-wide insertional mutagenesis of Arabidopsis thaliana. Science. 301, 653-657 (2003).
- Rook, F., et al. Impaired sucrose-induction mutants reveal the modulation of sugar-induced starch biosynthetic gene expression by abscisic acid signalling. Plant J. 26, 421-433 (2001).
