유연한 저비용 수경 시스템 살 균 조건에서 작은 분자에 식물 응답을 평가 하기 위한
Summary
간단 하 고, 다재 다능 한, 고 저가 생체 외에서 수경 시스템 성공적으로, 메 마른 조건 하에서 대규모 실험을 수 있도록 최적화 되었다. 이 시스템 솔루션 및 분자, 생화학, 생리 적 연구에 대 한 뿌리에 의해 그들의 효율적인 흡수 화학 물질의 응용 프로그램을 지원합니다.
Abstract
식물 생물학에 있는 연구의 넓은 범위는 수경 문화를 사용 하 여 수행 됩니다. 이 작품에는 체 외에서 수경 성장 시스템 식물 화학 물질 및 기타 물질의 응답을 평가 하기 위해 설계 된 제공 됩니다. 이 시스템은 각각의 C3 와 C4 모델 종 애기 thaliana 와 강아지 풀, 균질 하 고 건강 한 묘를 얻기에 매우 효율적입니다. 무 균 재배 식물 정상적인 성장과 개발 수경 법에 대 한 제한 요인으로 알려져 있다 조류 및 미생물 오염 방지 합니다. 또한,이 시스템은 확장성, 필요한 경우 작은 기계적 손상, 대규모 공장 설비 재료의 수확 뿐만 아니라 식물의 개별 부품의 수확을 사용. 자세한 프로토콜을 사용 하 여 피 펫 선반 주요 플랫폼으로 성장 하는 식물,이 시스템은 간편 하 고 저렴 한 비용 어셈블리, 있다 보여주는 제공 됩니다. 이 시스템의 타당성은 마약 AZD-8055, rapamycin (TOR) 키의 대상의 화학 억제제의 효과 평가 하기 위해 애기 묘를 사용 하 여 유효성이 검사 됩니다. TOR 금지 효율적으로 뿌리와 새싹에 AZD-8055 치료 후 30 분으로 일찍 발견 되었다. 또한, AZD 8055 치료 식물 표시 예상된 전 분 초과 표현 형. 우리 식물 연구원 식물 inducers 또는 억제제도의 동작을 모니터링 하는 것을 목표로 평가 일반적으로 비싼의 사용을 요구 하는 동위 원소 라벨 화합물을 사용 하 여 신진 대사 용으로 이상적인 방법으로이 수경 시스템 제안 시 약입니다.
Introduction
수경 법을 사용 하 여 성장 하는 식물의 장점은 재현 실험1,2,3을 사용 하는 크고 균일 한 공장의 생산에 널리 인정 되었습니다. 이 시스템에서 영양 솔루션의 구성 제대로 통제 되 고 식물 성장 및 개발의 모든 단계에 따라 재활용. 또한, 토양 재배, 식물 영양 기아 및 물 부족4등에서 발생할 수 있습니다으로 뿌리 abiotic 스트레스를 받게 하지 됩니다. 식물 성장 수경 존재 형태 및 생리 적 특성 토양에서 경작 하는 사람에 게 상당히 유사한로이 시스템은 광범위 하 게 고용 연구에서 루트/촬영 성장과 없이 그들의 수확의 모니터링을 허용 하기 때문에 부상2,5.
구성과 영양 용액의 농도 변경의 가능성으로 인해 수경 조건을 사용 하 여 연구의 대부분의 마이크로-macronutrients1,3 기능을 특성화 하 수행 되었습니다. 6,,78. 그러나,이 시스템은 다양 한 식물 생물학, 호르몬과 식물 화학 물질의 기능을 명료 하 게와 같은 응용 프로그램에 매우 유용을 입증 했다. 예를 들어, 호르몬9 및 brassinosteroid 응용 프로그램10 에 의해 실행 가속된 성장 표현 형의 새로운 클래스 strigolactones의 발견 수경 조건 하에서 수행 했다. 또한,이 시스템은 레이블이 동위 원소 실험을 수 있습니다 (예를 들어, 14N /15N 및 13CO2)11,단백질 및 대사 산물에 그들의 합동 평가12 의해 질량 분석.
식물 연구에이 시스템의 중요성을 고려 하면 높은 수경 문화 수 수경 컨테이너3, 묘 판에서 전이 (i)을 사용 하는 시스템을 포함 하 여 지난 몇 년 동안에서 설계 되었습니다 13; (ii) rockwool 루트 개발2,,1415;의 초기 단계에 대 한 액세스를 제한 하 (3) 폴 리 에틸렌 알갱이 작은 분자/치료 어려운16;의 유형이 같은 응용 프로그램을 만드는 부동 본문으로 또는 (iv)는 감소 된 수의 식물9,17. 이러한 프로토콜의 대부분에서 설명 하는 수경 탱크의 볼륨은 일반적으로 대형 (최대 32 L 1-5 L에서 배열 하는 작은 볼륨)18, 화학 물질의 응용 프로그램을 매우 비싼 게. 몇 가지 연구는 무 균 조건8,에서 수경 재배를 설명 할19, 시스템의 어셈블리는 일반적으로 매우 힘 드는, 플라스틱이 나 유리에 나일론 메시의 완벽 한 조정의 구성 컨테이너5,8,,1720.
모델 식물으로 애기 thaliana 의 중요성 때문 수경 법 시스템의 대부분은이 종1,2,8,,1418, 을 위해 설계 되었습니다. 19 , 20. 그럼에도 불구 하 고, 그들의 발 아를 개선 하기 위해 씨앗의 전처리와 다른 식물 종의 수경 성장 기능을 보고 몇 가지 연구와 동기화 요금 체 외에서8,16 . 대규모 작업, 우리는 간단 하 고 저렴 한 비용 유지 보수 수경 시스템입니다 성장 하는 식물, A. thaliana 등 잔디 강아지 같은 다른 종족에 대 한 살 균 조건을 설정 하기 위한 프로토콜 개발 풀. 묘 종 성장을 최대화 수 있습니다 동기화, 그리고 쉽게 모니터링 방법을 여기에 설명 된 다른 실험을 위해 적당 하다. 또한,이 시스템은 많은 이점이 있다: (i) 해당 어셈블리는 간단 하 고 구성 요소를 다시 사용할 수 있습니다; (2) 액체 매체;에 다른 화학 물질의 쉬운 응용 프로그램 수 (iii) 묘 목 발 아 성장과 전이 필요 없이 문화 매체에서 직접 수경 법 시스템; (iv) 촬영 및 루트 개발/성장 밀접 하 게 감독 하 고 묘는 손해; 없이 수확 하 고 있다 (v) 그것은 가능 하 게 큰 규모로 일 생리 상태를 유지.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 최적화 된 수경 구조 식물의 성공적인 생체 외에서 문화를 수 있습니다. 씨앗은 잘 피 펫 팁 평평한 표면에 고체 매체, 씨앗 영양 솔루션 젖된 시스템에 비해 상당한 이득에 출 아 할. 이 시스템의 큰 장점은 그 종묘 개발 하는 동안 뿌리 연락해 직접 전이의 필요 없이 액체 매체 이다. 또한, 화학 치료 감소 볼륨에 액체 매체에 쉽게 적용할 수 있습니다. 습도 높은 영양소 솔루션 및 그것의 …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 상 파울로 연구 재단 (FAPESP;에 의해 지원 되었다 12/19561-0 부여) 및 막스 플랑크 협회. 엘리아스 F. Araújo (FAPEMIG 14/30594), 캐롤라이나 C. 몬테 벨로 (FAPESP; 14/10407-3 그랜트) Valéria Mafra (FAPESP; 부여 14/07918-6), 그리고 비비 안 C. H. 다 실바 (망 토/CNPEM 24/2013)는 장학금에 대 한 감사. 저자 아낌없이 RPS6에 대하여 항 체를 제공 하는 기독교 메이어 인 장 피에르 Bourgin (INRA, 베 르 사 이유, 프랑스)에서 감사 합니다. 저자 감사 RTV UNICAMP와에 드 파울로 Aparecido de Souza Manoel 오디오 동안 그들의 기술 지원에 대 한 기록.
Materials
| Ethanol | Merck | 100983 | |
| Sodium hypochlorite solution | Sigma-Aldrich | 425044 | |
| Polysorbate 20 | Sigma-Aldrich | P2287 | |
| Murashige and Skoog (MS) medium including vitamins | Duchefa Biochemie | M0222 | |
| 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid (MES) monohydrate | Duchefa Biochemie | M1503 | |
| Agar | Sigma-Aldrich | A7921 | |
| Potassium hydroxide | Sigma-Aldrich | 484016 | |
| Laminar flow hood | Telstar | BH-100 | |
| Hotplate | AREC | F20510011 | |
| Growth chamber | Weiss Technik | HGC 1514 | |
| Glass Petri dish (150 mm x 25 mm) | Uniglass | 189.006 | |
| 200 μL pipette tip racks | Kasvi | K8-200-5 * | |
| 300 μL multichannel pipette | Eppendorf | 3122000060 | |
| 300 μL pipette tips | Eppendorf | 30073088 | |
| 200 μL pipette | Eppendorf | 3120000054 | |
| 200 μL pipette tips | Eppendorf | 30000870 | |
| Scissors | Tramontina | 25912/108 | |
| Tweezer | ABC Instrumentos | 702915 | |
| Scalpel blade | Sigma-Aldrich | S2771 | |
| Adhesive transparent tape (45mm x 50m) | Scotch 3M | 5803 | |
| Disposable plastic boxes, external dimensions: 353 mm (L)x 178 mm (W) x 121mm (H) | Maxipac | 32771 |
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