Ipecac의 위치인 문화 중 생 Auxin 및 시 토 키 닌의 정량화
Summary
우발적인 촬영 phytohormone 치료 없이 ipecac의 internodal 세그먼트에 유도 될 수 있다. 우발적인 촬영 형성 동안 phytohormone 역학을 평가 하기 위해 내 생 auxin 및 LC-MS/MS에 의해 internodal 세그먼트에서 시 토 키 닌을 측정 했습니다.
Abstract
우발적인 촬영 형성 유전자 변형 식물의 재생 및 경제적으로 중요 한 작물의 전파에 대 한 중요 한 기술입니다. Phytohormone 치료는 대부분의 종에서 우발적인 촬영의 유도 필요 합니다. Auxin과 시 토 키 닌 (CK) 사이의 균형에 의해 결정 됩니다 여부 우발적인 촬영 유도 될 수 있는 수준. 많은 노력 결정 최적 농도 및 explants로 사용 하는 각 조직에 각 식물 종에 phytohormones의 조합으로 간다. 그러나 Ipecac에서, 우발적인 촬영 수 유도 될 phytohormone 치료 없이 문화 매체에서 internodal 세그먼트에. 평가할 셀 차별화 ipecac의 고유한 소성 수 있습니다. Ipecac 우발적인 촬영 유도, 우리 phytohormone 무료 B5 중간 5 주 동안 0.2 %gellan 껌으로 고형화에 14 h 빛/10-h 어두운 주기에 internodal 세그먼트 15 µmol m−2의 − 1 의 빛에서 24 ° C에서 경작. 우발적인 촬영 형성 동안 phytohormone 역학 조사, 우리 생 indole-3-아세트산 및 CKs 세그먼트에 의해 측정 액체 크로마토그래피 탠덤 질량 분석 LC-MS/MS. 이 메서드는 간단한 방식으로 생 indole-3-아세트산 및 CKs 레벨의 분석을 수 있습니다. 그것은 다른 식물 종에 organogenesis 동안 내 생 auxin과 CK의 역학 조사에 적용할 수 있습니다.
Introduction
고트 Haberlandt (1854-1945 년) “totipotency”, 어떤 식물에 의해 세포 수, 차별화, 분열과 성숙한 식물1에서 특정 세포 유형으로 차별화 그들의 이전 후에 전체 식물을 재생성의 개념을 제안 했다. 조직 문화에서 조합 및 성장 매체에 적용 된 것 phytohormones의 농도 의해 결정 됩니다 여부 식물 재생 여부 유도 될 수 있다. Skoog와 밀러 우발적인 뿌리 매체 포함 된 낮은 비율2에 유도 될 수 있는 반면 우발적인 촬영에 auxins, CKs의 높은 비율을 포함 하는 문화 매체에 굳은 살 담배에서에서 유도 될 수 있는 발견. 그 발견 이후 조직 문화는 널리 이용 된다 경제적으로 중요 한 작물의 전파 및 유전자 변형 식물3의 재생. 우발적인 촬영 촬영 정점 분열 조직, 잎, 뿌리, internodes 등 다른 조직에서 유도 될 수 있다. Phytohormone 치료는 대부분의 식물 종에서 우발적인 촬영의 유도 필요 합니다. 그러나, 최적 농도 조합 다 종에 의해 및 explants로 사용 하는 조직 중. 따라서, 많은 노력 결정 최적 농도 실험에 대 한 phytohormones의 조합으로 간다.
Carapichea ipecacuanha (Brot) L. 앤더슨 (ipecac)는 emetine 등 뿌리4에 주로 cephaeline, 알 카 로이드를 포함 하는 약용 식물 이다. 루트 추출 물 expectorant, 토 제, 그리고 amoebicide5로 사용 됩니다. 비록 ipecac 브라질의 열 대 우림에 자연적으로 성장, 문화, 씨앗을 설정 하기를 꺼 려 이며 발 아 율 감소는 추운 기후6일본, 씨앗 보관. 대신, 조직 문화에 의해 전파, 어떤 우발적인 촬영 internodes에 가장 효율적인 방법7,8. 흥미롭게도, 우발적인 촬영 phytohormone 치료8없이이 종에서 유도 될 수 있다.
우발적인 촬영 표 피 기저 지역9에 callusing, 없이 internodal 세그먼트의 꼭대기 지역에 형성 된다. 이 차이 아마도 phytohormonal 규정 internodal 세그먼트에서 조직 극성을 나타냅니다. Ipecac 문화 시스템 우발적인 촬영 형성 동안 내 생 phytohormone 레벨에 변화를 분석 하는 독특한 기회를 허용 합니다. 한 auxin (indole-3-아세트산 (IAA)) 및 4 개의 CKs 생 레벨의 분석에 대 한 우리의 방법을 소개 (isopentenyl 아데닌 (iP), isopentenyl 아데닌 아 (iPR), 트랜스-제 (tZ), 및 트랜스-제 아 (tZR)) 액정-MS/MS 사용 internodal 세그먼트.
Protocol
Representative Results
Discussion
Phytohormones의 분포를 식별 하기 위해 organogenesis에 관련 된 그것은 적용 될 때 phytohormones는 것 유도 위한 explants 때문에 있는 organogenesis phytohormone 무료 매체에 관찰 될 수 있다 식물 재료를 사용 하는 것이 중요 촬영 또는 뿌리, 그들은 전체 explant을, 세포 분화 및 organogenesis에 있는 식물의 고유한가 소성을 평가 하 고 어려운 영향을 미칩니다. 우발적인 촬영 phytohormone 무료 문화 미디어 Dianthus caryophy…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 그들의 기술 지원에 대 한 응용된 생물 과학 부, 도요 대학, 군마 농업 기술 센터의 씨 Koudai 타 니 구치의 씨 아키라 무라카미에 감사. 우리는 또한 그들의 제안에 대 한 교수 Shosaku Kashiwada 박사 우 Maheswari Rajagopalan, 도요 대학에 감사입니다. 이 연구는 생명 및 환경 과학, 도요 대학에 대 한 연구 센터에 의해 부분에서 지원 되었다.
Materials
| [2H5]indole-3-acetic acid | Olchemlm Ltd | 031 1531 | Internal standard for LC-MS/MS |
| [2H5]trans-zeatin | Olchemlm Ltd | 030 0301 | Internal standard for LC-MS/MS |
| [2H5]trans-zeatin riboside | Olchemlm Ltd | 030 0311 | Internal standard for LC-MS/MS |
| [2H6]N6-isopentenyl adenine | Olchemlm Ltd | 030 0161 | Internal standard for LC-MS/MS |
| [2H6]N6-isopentenyl adenosine | Olchemlm Ltd | 030 0171 | Internal standard for LC-MS/MS |
| indole-3-acetic acid | Wako | 098 00181 | standard for LC-MS/MS |
| trans-zeatin | SIGMA-ALDRICH | Z0876 5MG | standard for LC-MS/MS |
| trans-zeatin riboside | Wako | 262 01081 | standard for LC-MS/MS |
| N6-isopentenyl adenine | SIGMA-ALDRICH | D7674 1G | standard for LC-MS/MS |
| N6-isopentenyl adenosine | ACROS ORGANICS | 22648 1000 | standard for LC-MS/MS |
| acetonitrile hypergrade for LC-MS LiChrosolv | MERCK | 1.00029.1000 | solvent for LC-MS/MS |
| Water for chromatography LiChrosolv | MERCK | 1.15333.1000 | solvent for LC-MS/MS |
| HPLC | SHIMADZU | Prominence | |
| MS | Sciex | 3200QTRAP | |
| Oasis HLB 30 mg/1 cc | Waters | WAT094225 | cartridge column |
| Oasis MCX 30 mg/1 cc | Waters | 186000252 | cartridge column |
| screw neck total recovery vial | Waters | 186002805 | |
| blue, 12 x 32mm screw neck cap and PTFE/silicone septum | Waters | 186000274 | |
| Acquity UPLC BEH C18, 2.1×100 mm | Waters | 186002350 | UPLC column |
| Proshell 120 EC-C18, 2.1×50 mm | Agilent | 699775-902 | UPLC column |
| Digital microscope | Leica | DHS1000 | |
| TissueLyser II | QIAGEN | 85300 | |
| Surgical blade | Feather | No. 22 | |
| Scalpel handle | Feather | No. 4 | |
| Savant SpeedVac/Refregerated vapor trap | Thermo Fisher Scientific | SPD111/RVT4104 | vacuum concentrartor |
| Disposable glass tobe (13×100 mm) | IWAKI | 9832-1310 | |
| Sterile petri dish | INA OPTICA | I-90-20 |
References
- Haberlandt, G. Kulturversuche mit isolierten Pflanzenzellen. Sitzungsber. Math.-Naturwiss. Kl. Akad. Wiss. Wien. 111, 69-92 (1902).
- Skoog, F., Miller, C. O. Chemical regulation of growth and organ formation in plant tissues cultured in vitro. Symp Soc Exp Biol. 11, 118-130 (1957).
- Ganeshan, S., Caswell, K. L., Kartha, K. K., Chibbar, R. N., Khachatourians, G. G., McHughen, A., Scorza, R., Nip, W. K. . Transgenic plants and crops. , 69-84 (2002).
- Teshima, D., Ikeda, K., Satake, M., Aoyama, T., Shimomura, K. Production of emetic alkaloid by in vitro culture of Cephaelis ipecacuanha. Plant Cell Rep. 7 (4), 278-280 (1988).
- Chatterjee, S. K., Nandi, R. P., Ghosh, N. C., Atal, C. K., Kapur, B. M. Cultivation and utilixzation of medicinal plants. Regional Research Laboratory, Council of Scientific and Industrial Research. , 295-301 (1982).
- Yoshimatsu, K., Shimomura, K., Bajaj, Y. P. S. . Biotechnology in Agriculture and Forestry 21, Medicinal and Aromatic Plants IV. , 87-103 (1993).
- Ideda, K., Teshima, D., Aoyama, T., Satake, M., Shimomura, K. Clonal propagation of Cephaelis ipecacuanha. Plant Cell Rep. 7 (4), 288-291 (1988).
- Yoshimatsu, K., Shimomura, K. Efficient shoot formation on internodal segments and alkaloid formation in the regenerates of Cephaelis ipecacuanha A. Richard. Plant Cell Rep. 9 (10), 567-570 (1991).
- Koike, I., Taniguchi, K., Shimomura, K., Umehara, M. Dynamics of endogenous indole-3-acetic acid and cytokinins during adventitious shoot formation in ipecac. J. Plant Growth Regul. , (2017).
- Gamborg, O. L., Miller, R. A., Ojima, K. Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells. Exp. Cell Res. 50 (1), 151-158 (1968).
- Watad, A. A., et al. Adventitious shoot formation from carnation stem segments: a comparison of different culture procedures. Scientia Hortic. 65 (4), 313-320 (1996).
- Ajithkumar, D., Seeni, S. Rapid clonal multiplication through in vitro axillary shoot proliferation of Aegle marmelos (L.) Corr., a medicinal tree. Plant Cell Rep. 17 (5), 422-426 (1998).
- Tiwari, V., Tiwari, K. N., Singh, B. D. Comparative studies of cytokinins on in vitro propagation of Bacopa monniera. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 66 (1), 9-16 (2001).
- Rao, M. S., Purohit, S. D. In vitro shoot bud differentiation and plantlet regeneration in Celastrus paniculatus Willd. Biol. Plant. 50 (4), 501-506 (2006).
- Sanikhani, M., Frello, S., Serek, M. TDZ induces shoot regeneration in various Kalanchoë blossfeldiana Poelln cultivars in the absence of auxin. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 85 (1), 75-82 (2006).
- Yoshimoto, K., et al. Autophagy negatively regulates cell death by controlling NPR1-dependent salicylic acid signaling during senescence and the innate immune response in Arabidopsis. Plant Cell. 21 (9), 2914-2927 (2009).
- Schaller, G. E., Bishopp, A., Kieber, J. J. The yin-yang of hormones: cytokinin and auxin interactions in plant development. Plant Cell. 27 (1), 44-63 (2015).
