שיטת אפיון מופרה ב תודרנית
Summary
פרוטוקול זה מתאר שיטת התבוננות מופרה ב תודרנית באמצעות סיווג ביצית ואחריו את הבדיקה של היווצרות תבנית העובר תחת מיקרוסקופ.
Abstract
בהתחשב באופי מאוד לחיזוי ההתפתחות שלהם, העוברים תודרנית שימשו כמודל ללימודי של מורפוגנזה בצמחים. עם זאת, עוברים בשלב מוקדם של הצמח הבמה הם קטנים ומכילים כמה תאים, שהופך אותם קשה להתבונן ולנתח. שיטה מתואר כאן על אפיון הדפוס-צורה צמח העוברים תחת מיקרוסקופ באמצעות האורגניזם דגם תודרנית. בעקבות פינוי של טרי ovules באמצעות הפתרון של שותפה עסקית, יכול להיות שנצפו תא במספר של המורפולוגיה של העוברים ולאחר השלב ההתפתחותי שלהם יכול להיקבע על ידי התערבות דיפרנציאלית ניגודיות מיקרוסקופ באמצעות 100 X עדשה טבילה שמן. בנוסף, הביטוי של חלבונים ספציפיים סמן מתויג עם ירוק ניאון חלבון (GFP) נוטרה כדי להוסיף ביאורים תא מפרט זהות במהלך המתבנת העובר על ידי סריקת מיקרוסקופ לייזר קונפוקלי. לכן, ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לצפות דפוס-צורה פראי-סוג צמח עוברי ברמות תאית ומולקולרית, לאפיין את התפקיד של גנים ספציפיים בהמתבנת העובר על-ידי השוואת צורה דפוס העוברים בין פראי-סוג צמחים מוטנטים קטלניים העובר. לכן, השיטה ניתן לאפיין מופרה ב תודרנית.
Introduction
מופרה הוא האירוע המוקדם ביותר בהתפתחות הצמח גבוה יותר. טפסים העובר בוגר מ זיגוטה דרך חלוקת התא ובידול תחת בקרת גנטי קפדנית1,2. תודרנית העוברים הם מודל שימושי ללמוד את השליטה מורפוגנזה כי הרצף של חלוקות תאים במהלך מופרה עוקב אחר3,דפוס הצפויות4. אולם, העובר תודרנית המכיל מספר תאים אחד הוא קטן מדי כדי להיות שנצפו וניתח. בנוסף, המוטציה של גנים מסוימים יכולים לגרום העובר lethality5, המציינת את התפקיד של הגנים האלה ב מופרה. האפיון של דפוס-צורה מוטנטים קטלניים העובר מספק בסיס להבנת המנגנון המולקולרי לפיה גנים חיוניים לווסת את התפתחות העובר.
שיטה מפורטת מתואר כאן על האפיון של היווצרות העובר דפוס בצמח דגם תודרנית באמצעות התבוננות מיקרוסקופית ישירה. השיטה כוללת סיווג ביצית ואחריו התצפית מיקרוסקופיים של העובר. אפיון מוטנטים קטלניים העובר גם מתואר.
המורפולוגיה של עוברי בשלבים התפתחותיים שונים יכול להיקבע ישירות על ידי מיקרוסקופ באמצעות ovules זה נוקו עם שותפה עסקית של פתרון6,7. כזה ovules התערוכה של השבירה הגבוה במדד; לכן, זה ביצית ניקוי בשיטה הוא מועיל במיוחד דגימות שאינן יש להקפיד על ידי מיקרוסקופ ניגודיות (DIC) התערבות דיפרנציאלית.
בנוסף, הגנים מבוטאים לתא מסוים או במספר מצומצם של תאים במהלך מופרה יכול לשמש סמנים לזיהוי תאי העובר. לכן, יכול להיות מבואר המפרט זהות תא במהלך מופרה על-ידי ניטור הביטוי של חלבונים מתויג GFP סמן באמצעות סריקת מיקרוסקופ לייזר קונפוקלי. לעומת זאת, התבוננות למשמעות הביטוי גן פונקציונלי unknown –GFP פיוז’ן במהלך מופרה יכול מספקים קישור בין העובר המתבנת הביטוי של הגן הזה, להקל על זיהוי גנים חדשים הדרושים מופרה ב תודרנית.
השיטה המתוארת כאן יכול לשמש גם כדי לאפיין את פנוטיפ של מוטציה העובר-קטלני, וכדי לקבוע את ההשפעה של הגן המושפעים על מופרה ברמה התאית. יתר על כן, בשילוב עם השוואה של התבנית ביטוי של גנים סמן במהלך מופרה בין הצמחים פראי-סוג של מוטציה, השיטה ניתן תשואות רמזים אודות המנגנונים המולקולריים המעורבים מופרה8,9. אכן, השיטה היה מוחל על צמחים naa10 , התברר כי החלוקה לא נורמלי של hypophysis ב החשבונאי שעלול להיגרם שינוי בחלוקת אוקסין במהלך מופרה5.
Protocol
Representative Results
Discussion
סיווג ביצית היא שיטה שימושית עבור חלוקת התאים ולהתאושש להערכת המורפולוגיה במהלך מופרה ב תודרנית; בעזרת טכניקה זו, העוברים יכול להיות שנצפו ישירות מתחת DIC מיקרוסקופ5,12. השלב הקריטי לאישור ביצית היא צעד 1.3.4. הזמן הנדרש לאישור ביצית בשלב 1.3.4 הוא משתנה. העוב?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים ד ר ג ‘ סיקה Habashi על קריאה ביקורתית של כתב היד. אנו מודים דוקטור שנג Xianyong של מרכז הדמיה, המכללה למדעי החיים, אוניברסיטת הון (בייג’ינג, סין), על ביצוע הלוקליזציה של DR5-GFP וזמינותו. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים של קרן המדע בייג’ינג הממשל העירוני (CIT & TCD20150102) את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין וממנה (31600248).
Materials
| Chloral Hydrate | Sigma | 15307 | |
| Murashige and Skoog Basal Medium | Sigma | M5519 | |
| Phytagel | Sigma | P8169 | |
| Hygromycin | Roche | 10843555001 | |
| Growth chamber | Percival | CU36L5 | |
| Fluorescence microscope | Zeiss Oberkochen | Zeiss Image M2 | camera: AxioCam 506 color |
| Confocal Laser Scanning Microscopy | Zeiss Oberkochen | Zeiss LSM 5 | filters: BP 495-555 nm |
| Stereoscope | Zeiss Oberkochen | Axio Zoom V16 | camera: AxioCam MRc5 |
| nutrient-rich soil | KLASMANN, Germany | ||
| 50-ml tube | Corning Inc. | ||
| 1.5-ml tube | Corning Inc. | ||
| 10% sodium hypochlorite solution | Domestic analytical reagent | ||
| sucrose | Domestic analytical reagent | ||
| KOH | Domestic analytical reagent | ||
| glycerol | Domestic analytical reagent | ||
| culture dish | Domestic supplies | ||
| vermiculite | Domestic supplies | ||
| glass slide | Domestic supplies | ||
| syringe needle | Domestic supplies | ||
| fine-tipped tweezers | Domestic supplies | ||
| super clean bench | Domestic equipment | ||
Riferimenti
- Jenik, P. D., Gillmor, C. S., Lukowitz, W. Embryonic patterning in Arabidopsis thaliana. Annu Rev Cell Dev Biol. 23, 207-236 (2007).
- Lau, S., Slane, D., Herud, O., Kong, J., Jurgens, G. Early embryogenesis in flowering plants: setting up the basic body pattern. Annu Rev Plant Biol. 63, 483-506 (2012).
- Wendrich, J. R., Weijers, D. The Arabidopsis embryo as a miniature morphogenesis model. New Phytol. 199 (1), 14-25 (2013).
- ten Hove, C. A., Lu, K. J., Weijers, D. Building a plant: cell fate specification in the early Arabidopsis embryo. Development. 142 (3), 420-430 (2015).
- Feng, J., et al. Protein N-terminal acetylation is required for embryogenesis in Arabidopsis. J Exp Bot. 67 (15), 4779-4789 (2016).
- Berleth, T., Jurgens, G. The role of the monopteros gene in organising the basal body region of the Arabidopsis embryo. Development. 118, 575-587 (1993).
- Luo, Y., et al. D-myo-inositol-3-phosphate affects phosphatidylinositol-mediated endomembrane function in Arabidopsis and is essential for auxin-regulated embryogenesis. Plant Cell. 23 (4), 1352-1372 (2011).
- Nodine, M. D., Yadegari, R., Tax, F. E. RPK1 and TOAD2 are two receptor-like kinases redundantly required for Arabidopsis embryonic pattern formation. Dev Cell. 12 (6), 943-956 (2007).
- Ulmasov, T., Murfett, J., Hagen, G., Guilfoyle, T. J. Aux/IAA proteins repress expression of reporter genes containing natural and highly active synthetic auxin response elements. Plant Cell. 9 (11), 1963-1971 (1997).
- Friml, J., et al. Efflux-dependent auxin gradients establish the apical-basal axis of Arabidopsis. Nature. 426 (6963), 147-153 (2003).
- Clough, S. J., Bent, A. F. Floral dip: a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana. Plant J. 16 (16), 735-743 (1998).
- Fiume, E., Fletcher, J. C. Regulation of Arabidopsis embryo and endosperm development by the polypeptide signaling molecule CLE8. Plant Cell. 24 (3), 1000-1012 (2012).
- Jurkuta, R. J., Kaplinsky, N. J., Spindel, J. E., Barton, M. K. Partitioning the apical domain of the Arabidopsis embryo requires the BOBBER1 NudC domain protein. Plant Cell. 21 (21), 1957-1971 (2009).
