확장 가능하고 유연하며 비용 효율적인 묘목 접목
Summary
이 프로토콜은 사전 경험이나 교육이 필요하지 않으며 대부분의 분자 생물학 실험실에서 쉽게 접근할 수 있는 재료를 사용하여 매우 저렴한 비용으로 실행할 수 있는 강력한 묘목 접목 방법을 설명합니다.
Abstract
초기 단계의 묘목 접목은 식물 내에서 뿌리-싹 관계를 연구하기 위한 분자 유전학에서 인기 있는 도구가 되었습니다. 작은 모델 식물인 Arabidopsis thaliana의 초기 단계 묘목을 접목하는 것은 묘목의 크기와 취약성으로 인해 기술적으로 어렵고 시간이 많이 걸립니다. 점점 더 많은 출판된 방법 모음에서 이 기술을 다양한 성공률, 난이도 및 관련 비용으로 설명합니다. 이 논문은 실리콘 엘라스토머 믹스를 사용하여 사내 재사용 가능한 접목 장치를 만드는 간단한 절차와 이 장치를 묘목 접목에 사용하는 방법을 설명합니다. 이 출판 당시 각 재사용 가능한 접목 장치는 생산 소모품이 $0.47에 불과합니다. 이 방법을 사용하면 초보자는 처음부터 끝까지 3 주 이내에 첫 번째 성공적으로 접목 된 묘목을 가질 수 있습니다. 이 접근성이 높은 절차를 통해 식물 분자 유전학 실험실은 묘목 접목을 실험 과정의 정상적인 부분으로 설정할 수 있습니다. 사용자가 이러한 접목 장치를 만들고 설계할 때 완전한 통제권을 갖기 때문에 이 기술은 원하는 경우 토마토나 담배와 같은 더 큰 식물에서 사용하기 위해 쉽게 조정할 수 있습니다.
Introduction
접목은 기원전 500년경에 확립된 농업 관행이 된 고대 원예 기술입니다1. 수확량을 향상시키기 위해 다양한 종류의 작물을 접목하는 것이 이 기술의 첫 번째 사용이었으며 오늘날에도 이 목적으로 계속 사용되고 있습니다. 지난 10년 동안 접목은 분자생물학자들이 식물 2,3,4,5에서 장거리 신호를 연구하기 위한 도구로서 점점 더 많은 관심을 끌었습니다. 성인 식물을 접목하는 것은 비교적 쉽지만 발아 직후 식물을 접목하는 것은 어렵습니다. 그럼에도 불구하고 식물 발달, 환경 반응 및 개화와 같은 과정에서 장거리 신호 전달의 효과를 평가해야 하는 경우가 있습니다 6,7,8.
애기장대는 상대적으로 작은 크기를 포함하여 여러 가지 이유로 식물 생물학의 모델 유기체로 자리 잡았으며 실험실 내에서 쉽게 자랄 수 있습니다. 그러나 애기장대 묘목의 작은 크기와 취약성은 어린 묘목을 접목하는 것을 매우 어렵게 만듭니다. 많은 경우 묘목 이식편을 성공적으로 얻기 위해서는 광범위한 실습 교육이 필요합니다. 묘목 접목의 성공률을 높이기 위한 이상적인 재배 조건과 새로운 기술을 식별한 많은 방법론적 개선이 수년에 걸쳐 있었습니다 9,10,11. 가장 최근에 도입된 도구는 애기장대 묘목 접목 칩으로, 경험이 없는 사용자도 허용 가능한 수준의 접목 성공을 달성할 수 있습니다12. 이러한 발전으로 묘목 접목의 기술적 장벽이 크게 낮아졌지만 칩 장치는 비싸고 병렬로 수행할 수 있는 이식편의 수는 빠르게 비용이 많이 듭니다.
또한 이 장치는 야생형 묘목과 유사한 배축 치수를 가진 애기장대 묘목에만 사용할 수 있습니다. 애기장대는 식물 분자 유전학의 세계에서 핵심 종이지만 최근에는 묘목 접목을 사용하여 다른 종에서 연구가 수행되었습니다. 예를 들면 대두와 일반 콩, 담배를 토마토, 카놀라를 애기장대에 접목한 다음 두 조직을 모두 샘플링하여 작은 RNA를 채취하는 것이 있습니다13,14. 따라서 대부분의 실험실에서 접근할 수 있고 주요 기술 변경 없이 광범위한 식물 종에 쉽게 적용할 수 있는 접목 방법이 매우 바람직합니다.
이 프로토콜은 대부분의 식물 종에 걸쳐 모든 묘목 형태를 수용하기 위해 접목 채널 직경과 길이를 완전히 맞춤화할 수 있는 간단한 접목 장치의 자체 생산을 사용하는 방법을 자세히 설명합니다. 이러한 장치의 생산은 실리콘 엘라스토머, 올바른 크기의 배선 또는 튜브, 고정밀 블레이드 및 금형 역할을 하는 컨테이너만 필요하기 때문에 매우 저렴하고 확장성이 뛰어납니다. 여기에 상술된 접목 프로토콜에 따라, 사용자는 이전에 보고된 접목 결과(10,12)와 비교할 수 있는 45%(n=105)의 성공적인 접목률을 달성할 수 있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
요약 및 의의
이식편 결합의 형성은 성공적인 접목에 매우 중요하며, 이를 위해서는 대목과 접순 사이의 직접적이고 방해받지 않는 접촉이 필요합니다. 애기장대와 같은 작은 식물 묘목의 미니어처 크기와 취약성으로 인해 이 요구 사항을 충족하는 것이 기술적으로 어렵습니다. 초기 애기장대 묘목 접목 방법에서 개발된 한 가지 기술은 접순과 대목을 짧은 실리콘 튜?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
애기장대 묘목 접목에 대한 초기 교육과 안내를 해주신 Javier Brumos에게 감사드립니다.
Materials
| 15 mL conical tubes | VWR International Inc | 10026-076 | |
| ACETONE (HPLC & ACS Certified Solvent) 4 L | VWR | BJAH010-4 | |
| BactoAgar | Sigma | A1296-500g | |
| Dow SYLGARD 184 Silicone Encapsulant Clear 0.5 kg Kit | Dow | 2646340 | |
| D-Sucrose (Molecular Biology), 1 kg | Fisher Scientific | BP220-1 | |
| Eppendorf Snap-Cap Microcentrifuge Flex-Tube Tubes (1.5 mL), pack of 500 | Fisher Scientific | 20901-551 / 05-402 | |
| Fisherbrand High Precision #4 Style Scalpel Handle | Fisher Scientific | 12-000-164 | |
| Fisherbrand Lead-Free Autoclave Tape | Fisher Scientific | 15-901-111 | |
| Fisherbrand square petri dishes | Fisher Scientific | FB0875711A | |
| Leica Zoom 2000 Stereo Microscope | Microscope Central | L-Z2000 | |
| Micropore Tape | 3M | B0082A9FEM | |
| Murashige and Skoog Basal Medium | Sigma | M5519-10L | |
| Parafilm | Genesee Scientific | 16-101 | |
| potassium hydroxide | VWR International Inc | AA13451-36 | |
| Redi-earth Plug and Seedling Mix | Sun Gro Horticulture | SUN239274728CFLP | |
| Scotts Osmocote Plus | Hummert International | 7630600 | |
| Surgical Design No. 22 Carbon Scalpel Blade | Fisher Scientific | 22-079-697 | |
| Tween 20, 500 mL | Fisher Scientific | BP337500 | |
| TWEEZER DUMONT STYL55 DUMOXEL POLS 110 MM | VWR | 102091-580 |
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