Summary

Une cellule à cellule essai de transport macromoléculaire In planta Utilisant bombardement biolistique

Published: August 27, 2010
doi:

Summary

Le trafic entre les cellules végétales macromoléculaire peut être évaluée par transitoirement exprimant une protéine fluorescente-marqués d'intérêt et d'analyser sa distribution intra-et intercellulaires par microscopie confocale.

Abstract

Ici, nous présentons un protocole simple et rapide pour détecter et évaluer l'étendue de la cellule à cellule transport macromoléculaire in planta. Dans ce protocole, une fluorescence taggés-protéine d'intérêt est transitoirement exprimé dans les tissus végétaux suivant la livraison de ses biolistique d'ADN codant pour construire. La distribution intra-et intercellulaires de la protéine marquée est ensuite analysée par microscopie confocale. Nous décrivons en détail cette technologie, offrant, étape par étape, des protocoles d'essai et d'évaluer l'ampleur du transport des protéines symplastique en trois espèces de plantes, Arabidopsis thaliana, Nicotiana benthamiana et N. tabacum (tabac).

Protocol

Contexte Le transport des macromolécules symplastique par des connexions intercellulaires des plantes, les plasmodesmes, est d'intérêt pour les pathologistes de nombreuses plantes et des biologistes. Par exemple, plusieurs protéines virales sont connues pour réguler plasmodesmal limites d'exclusion de taille pour permettre un mouvement virale 1-3. En outre, certaines protéines endogènes, parmi eux d'importants régulateurs du développement, sont supposés évolue…

Discussion

La clé de la réussite de l'essai de transport symplastique est d'obtenir une efficacité de transformation élevé, ce qui permet la production de grappes de signal statistiquement significative et facilement détectable. Ceci peut être réalisé en utilisant les feuilles récoltées à partir plants sains et robustes, et la préparation de particules d'or recouvertes par une préparation d'ADN pur et concentré.

Utiliser les feuilles au même stade de croissance est égal…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Notre travail est soutenu par des subventions du NIH / NIGMS, NSF, USDA / NIFA et BARD à VC.

Materials

Material Name Tipo Company Catalogue Number Comment
Gold microparticles, 1.0 μm in diameter   Bio-Rad 165-2262  
Gold microparticles, 0.6 μm in diameter   Bio-Rad 165-2263  
Spermidine   Sigma S0266-1G  
Tefzel tubing   Bio-Rad 165-2441  
Helios cartridge preparatory station   Bio-Rad 165-2420  
Tubing cutter   Bio-Rad 165-2422  
Helios gene gun   Bio-Rad 165-2432  
Helium gas regulator   Bio-Rad 165-2413  

Riferimenti

  1. Waigmann, E., Ueki, S., Trutnyeva, K., Citovsky, V. The ins and outs of non-destructive cell-to-cell and systemic movement of plant viruses. . Crit Rev Plant Sci. 23, 195-250 (2004).
  2. Lucas, W. J. Plant viral movement proteins: agents for cell-to-cell trafficking of viral genomes. Virology. 344, 169-184 (2006).
  3. Epel, B. L. Plant viruses spread by diffusion on ER-associated movement-protein-rafts through plasmodesmata gated by viral induced host beta-1,3-glucanases. Semin Cell Dev Biol. 20, 1074-1081 (2009).
  4. Zambryski, P. C., Crawford, K. Plasmodesmata: gatekeepers for cell-to-cell transport of developmental signals in plants. Annu Rev Cell Dev Biol. 16, 393-421 (2000).
  5. Rivero-Lepinckas, L., Crist, D., Scholl, R. Growth of plants and presercation of seeds. Methods Mol Biol. 323, 3-12 (2006).
  6. Ueki, S., Lacroix, B., Krichevsky, A., Lazarowitz, S. G., Citovsky, V. Functional transient genetic transformation of Arabidopsis leaves by biolistic bombardment. Nat Protoc. 4, 71-77 (2009).
  7. Oparka, K. J. Simple, but not branched, plasmodesmata allow the nonspecific trafficking of proteins in developing tobacco leaves. Cell. 97, 743-754 (1999).
  8. Imlau, A., Truernit, E., Sauer, N. Cell-to-cell and long-distance trafficking of the green fluorescent protein in the phloem and symplastic unloading of the protein into sink tissues. Plant Cell. 11, 309-322 (1999).
  9. Gisel, A., Barella, S., Hempel, F. D., Zambryski, P. C. Temporal and spatial regulation of symplastic trafficking during development in Arabidopsis thaliana apices. Development. 126, 1879-1889 (1999).
  10. Kim, I., Cho, E., Crawford, K. M., Hempel, F. D., Zambryski, P. C. Cell-to-cell movement of GFP during embryogenesis and early seedling development in Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci USA. 102, 2227-2231 (2005).
  11. Crawford, K. M., Zambryski, P. C. Non-targeted and targeted protein movement through plasmodesmata in leaves in different developmental and physiological states. Plant Physiol. 125, 1802-1812 (2001).
  12. Roberts, A. G. Phloem unloading in sink leaves of Nicotiana benthamiana: comparison of a fluorescent solute with a fluorescent virus. Plant Cell. 9, 1381-1396 (1997).
  13. Guenoune-Gelbart, D., Elbaum, M., Sagi, G., Levy, A., Epel, B. L. Tobacco mosaic virus (TMV) replicase and movement protein function synergistically in facilitating TMV spread by lateral diffusion in the plasmodesmal desmotubule of Nicotiana benthamiana. Mol Plant Microbe Interact. 21, 335-345 (2008).

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Citazione di questo articolo
Ueki, S., Meyers, B. L., Yasmin, F., Citovsky, V. A Cell-to-cell Macromolecular Transport Assay in Planta Utilizing Biolistic Bombardment. J. Vis. Exp. (42), e2208, doi:10.3791/2208 (2010).

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