Семя пальто постельных принадлежностей Анализ чтобы Генетически Путешествуйте<em> Экстракорпоральное</em> Как эндосперма управления прорастания семян в<em> Арабидопсис</em
Summary
Мы представляем процедуру, чтобы собрать семена пальто постельных принадлежностей анализа (АДА) от Arabidopsis семян THALIANA. АДА было показано, что мощным инструментом для изучения генетически и в пробирке, как контроль эндосперма всхожесть семян в покоящихся семян и в ответ на легких киев. АДА, в принципе, применимого в соответствии с любой ситуации, когда эндосперм подозревается влиять эмбрионального развития.
Abstract
Arabidopsis эндосперм состоит из одного слоя клеток, окружающего из эмбриона и играть существенную роль для предотвращения прорастания покоящихся семян или, что из nondormant семян, облученных дальнего красного (FR) светового импульса. В целях дальнейшего разобраться в молекулярно-генетических механизмов, лежащих в основе прорастания репрессивный активность, оказываемое эндосперма, "семенной оболочки постельные принадлежности" анализ (АДА) был разработан. АДА представляет собой процедуру вскрытия физического разделения семенных оболочек и эмбрионов из семян, что позволяет контролировать рост эмбрионов на основной слой семенных оболочек. Примечательно, что АДА воссоздает прорастание репрессивные мероприятия кожуры в контексте покоя семян и FR-зависимого контроля всхожести семян. Поскольку АДА позволяет комбинаторной использование покоя, nondormant и генетически модифицированных семян пальто и эмбриональных материалов, генетических путей, контролирующих прорастание и специально опсплуатации в эндосперме и зародыше можно разрезать. Здесь мы подробно процедуру, чтобы собрать SCBA.
Introduction
В зрелых семян Arabidopsis, семенной оболочки состоит из семенной кожуры, внешний слой мертвых тканей материнского происхождения, и эндосперма, один слой клеток живой ткани непосредственно окружающий зародыш 1. Эндосперм и эмбрион являются производными от отдельных событий оплодотворения: эндосперм триплоидный ткани с двумя материнской и отцовской один генома, тогда как эмбрион является диплоидным ткани с одной материнской и одной отцовской генома 2.
Основной функцией традиционно назначается эндосперма в том, что из питательной ткани. Тем не менее, она становится все более очевидным, что эндосперм также играет центральную роль для контроля прорастание семян. Это понятие стало первым очевидным в случае покоя, черта выставлены вновь произведенных семян. Покоящихся семян не в состоянии прорасти, несмотря на наличие благоприятных условий прорастания. Семена теряют покой после периода созревания и стать nondormanт, т.е. они прорастут при воздействии благоприятных условий прорастания. Во многих видов растений, в том числе модель завода Arabidopsis, семенной оболочки абсолютно необходимо для предотвращения прорастания покоящихся семян с удаления пальто семян вызывает эмбриональную рост и озеленение 3,4. В Arabidopsis, Bethke соавт. Отметили, что всхожесть осталась репрессированных после удаления семенной кожуре при сохранении эндосперм, окружающий эндосперм 5. Эти наблюдения сильно указали, что эндосперм ткань в семенной оболочки, оказывающей репрессивный деятельность на эмбрион. Однако эксперименты по удалению пальто семян не обязательно помочь выяснению природы прорастания репрессивной деятельности, предоставленную кожуры, ни определять гены, которые реализуют его.
Мы недавно представила семенной оболочки кроватей анализа (АДА), где семена пальто и эмбрионы физически разделены, но держал в тесном ProxiMity так что прорастание репрессивная деятельность обеспечивается эндосперма поддерживается 6. АДА позволяет комбинаторной использование покоя, nondormant, и генетически модифицированных семян пальто и эмбриональных материалов. В результате, генетические контролирующие пути прорастание и конкретно работает в эндосперме и зародыше можно разрезать. АДА был использован в контексте покоя, чтобы показать, что эндосперм освобождает фитогормонов абсцизовой кислоты (ABA) в направлении эмбриона подавить его рост 6. Кроме того, мы могли бы использовать SCBA определить сигнальные пути, работающих в эндосперме и эмбриональных тканей содействовать покоя.
Роль эндосперма контролировать всхожесть еще более укрепилась, рассматривая случай nondormant семян, подвергшихся воздействию импульса дальнего красного (FR) света. Раннее на набухания FR световой импульс, как известно, ингибируют прорастание 7,8. Когда семена пальто были удалены из семян импульс FR светане смог препятствовать прорастанию, сильно предполагая, что эндосперм также может подавлять прорастание семян nondormant 9. Примечательно, что АДА также могут быть использованы для резюмировать FR-зависимое ингибирование прорастания. Это позволило показать, что, что FR-зависимое ингибирование прорастания семян также процесс, включающий ABA освобождение от эндосперма 9. Кроме того, АДА позволило выявить различные светло-сигнальных путей, работающих в эндосперме и зародыше, чтобы контролировать nondormant прорастание семян в ответ на легких киев 9,10.
АДА поэтому быть надежным методом для изучения функции эндосперма в контексте контролем прорастания семян. Это также является мощным инструментом для оценки в пробирке ли гены подозреваемых контролировать всхожесть работать в эндосперме, эмбриона или обеих тканях. Здесь мы подробно различные шаги, необходимые для сборки SCBA.
Protocol
Representative Results
Discussion
Процедура семенной оболочки постельные принадлежности анализ (АДА), описанный здесь, в принципе применимы к любому обстоятельствах, когда Arabidopsis всхожесть семян блокируется (или задержки) и где эндосперм подозревается реализовать этот арест. Последнее может быть подтверждено пут…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана грантами от Швейцарского национального научного фонда и государством Женеве.
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 |
Riferimenti
- 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).
