Summary

可扩展、灵活且经济高效的育苗嫁接

Published: January 06, 2023
doi:

Summary

该协议描述了一种强大的幼苗嫁接方法,该方法不需要先前的经验或培训,并且可以使用大多数分子生物学实验室中易于获得的材料以非常低的成本执行。

Abstract

早期幼苗嫁接已成为分子遗传学中研究植物内根冠关系的流行工具。小型模式植物拟 南芥的早期幼苗嫁接由于其幼苗的大小和脆弱性,在技术上具有挑战性且耗时。越来越多的已发表方法描述了这种技术,其成功率、难度和相关成本各不相同。本文介绍了使用有机硅弹性体混合物制作内部可重复使用接枝装置的简单程序,以及如何使用该装置进行幼苗嫁接。在本文发布时,每个可重复使用的嫁接设备的生产消耗材料成本仅为0.47美元。使用这种方法,初学者可以在不到 3 周的时间内从开始到结束获得他们的第一个成功嫁接的幼苗。这种高度可访问的程序将使植物分子遗传学实验室能够将幼苗嫁接作为其实验过程的正常部分。由于用户可以完全控制这些嫁接设备的创建和设计,如果需要,可以很容易地调整这种技术以用于较大的植物,如番茄或烟草。

Introduction

嫁接是一种古老的园艺技术,在公元前500 年成为一种既定的农业实践 1.嫁接不同品种的作物以提高产量是该技术的首次使用,并且今天继续用于此目的。在过去的十年中,嫁接作为分子生物学家研究植物长距离信号传导的工具引起了越来越多的关注2,345虽然嫁接成年植物相对容易,但在发芽后不久嫁接植物具有挑战性。尽管如此,有时需要评估长距离信号在植物发育、环境响应和开花等过程中的影响678.

拟南芥已被确定为植物生物学中的模式生物,原因有很多,包括其相对较小的尺寸,使其易于在实验室内生长。然而,拟南芥幼苗的体积小且脆弱,使得嫁接幼苗非常具有挑战性。在许多情况下,需要大量的实践培训才能成功获得幼苗移植物。多年来,已经有许多方法上的改进,已经确定了理想的生长条件和新技术,以提高幼苗嫁接的成功率91011。最新推出的工具是拟南芥幼苗嫁接芯片,即使是没有经验的用户也能达到可接受的嫁接成功水平12。虽然这一进步大大降低了幼苗嫁接的技术门槛,但芯片装置价格昂贵,并且可以并行进行的移植数量很快变得成本高昂。

此外,该装置只能用于下胚轴尺寸与野生型幼苗相似的 拟南芥 幼苗。虽然 拟南芥 是植物分子遗传学领域的关键物种,但最近的工作已经在其他物种中使用幼苗嫁接完成。例子包括将大豆和普通豆、烟草嫁接到番茄、油菜嫁接到拟 南芥,随后对两种组织进行小 RNA1314 的采样。因此,非常需要一种大多数实验室都可以使用的嫁接方法,并且可以很容易地适应各种植物物种,而无需任何重大的技术变化。

该协议详细介绍了一种采用内部生产简单嫁接装置的方法,该方法允许完全定制嫁接通道直径和长度,以适应大多数植物物种的任何幼苗形态。这些设备的生产非常实惠且高度可扩展,因为唯一需要的组件是有机硅弹性体、正确尺寸的布线或管子、高精度刀片和用作模具的容器。按照此处详述的嫁接方案,用户可以实现45%的成功嫁接率(n = 105),与先前报道的嫁接结果相当1012

Protocol

1. 设备准备 通过将有机硅弹性体溶液浇注在方形培养皿(100 mm x 100 mm)中来制作有机硅接枝装置。按照制造商的指南准备 15 mL 弹性体溶液。注意:有机硅弹性体套件通常包括有机硅基液体和固化剂,当混合在一起时,有机硅会凝固。 通过在方形培养皿中铺设四根直的29G线来准备方形培养皿,彼此等距(图1A)。确保电线与模具底部齐平。要完全拉直电?…

Representative Results

对接枝条设计的各个方面进行了测试,以确定需要最少技术技能的最佳接枝条件(表1)。所有嫁接试验均在0.5%蔗糖MS培养基上完成,该培养基先前已被报道为理想的接枝培养基11,12。 条上发芽无法实现最佳幼苗生长在硅胶条的第一次迭代中,将电线从硅胶片上取下后留在带材通道背面的薄层硅胶制成?…

Discussion

总结和意义
嫁接愈合的形成对于成功嫁接至关重要,这需要砧木和接穗之间直接且不受干扰的接触。拟南芥等小型植物幼苗的微型尺寸和脆弱性使得满足这一要求在技术上具有挑战性。在早期拟南芥幼苗嫁接方法中开发的一种技术是将接穗和砧木插入短硅胶管圈中以支撑移植连接10。虽然这种方法在保护两个移植部分不分离方面非常有效,但将脆弱?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

感谢哈维尔·布鲁莫斯(Javier Brumos)在嫁接 拟南芥 幼苗方面的初步培训和指导。

Materials

15 mL conical tubes VWR International Inc 10026-076
ACETONE (HPLC & ACS Certified Solvent) 4 L VWR BJAH010-4
BactoAgar Sigma A1296-500g
Dow SYLGARD 184 Silicone Encapsulant Clear 0.5 kg Kit Dow 2646340
D-Sucrose (Molecular Biology), 1 kg Fisher Scientific BP220-1
Eppendorf Snap-Cap Microcentrifuge Flex-Tube Tubes (1.5 mL), pack of 500 Fisher Scientific 20901-551 / 05-402
Fisherbrand High Precision #4 Style Scalpel Handle Fisher Scientific 12-000-164
Fisherbrand Lead-Free Autoclave Tape Fisher Scientific 15-901-111
Fisherbrand square petri dishes Fisher Scientific FB0875711A
Leica Zoom 2000 Stereo Microscope Microscope Central L-Z2000
Micropore Tape 3M B0082A9FEM
Murashige and Skoog Basal Medium Sigma M5519-10L
Parafilm Genesee Scientific 16-101
potassium hydroxide VWR International Inc AA13451-36
Redi-earth Plug and Seedling Mix Sun Gro Horticulture SUN239274728CFLP
Scotts Osmocote Plus Hummert International 7630600
Surgical Design No. 22 Carbon Scalpel Blade Fisher Scientific 22-079-697
Tween 20, 500 mL Fisher Scientific BP337500
TWEEZER DUMONT STYL55 DUMOXEL POLS 110 MM VWR 102091-580

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Citar este artigo
Yell, V., Li, X. Scalable, Flexible, and Cost-Effective Seedling Grafting. J. Vis. Exp. (191), e64519, doi:10.3791/64519 (2023).

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