JoVE Logo

Anmelden

Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.

In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

The protocols outlined herein facilitate the convenient investigation of bacterial ethylene responses by utilizing 2-chloroethylphosphonic acid (CEPA). Ethylene is produced in situ through the decomposition of CEPA in an aqueous bacterial growth medium, circumventing the requirement for pure ethylene gas.

Zusammenfassung

Ethylene (C2H4) is a gaseous phytohormone that is involved in numerous aspects of plant development, playing a dominant role in senescence and fruit ripening. Exogenous ethylene applied during early plant development triggers the triple response phenotype; a shorter and thicker hypocotyl with an exaggerated apical hook. Despite the intimate relationship between plants and bacteria, the effect of exogenous ethylene on bacteria has been greatly overlooked. This is partly due to the difficulty of controlling gaseous ethylene within the laboratory without specialized equipment. 2-Chloroethylphosphonic acid (CEPA) is a compound that decomposes into ethylene, chlorine, and phosphate in a 1:1:1:1 molar ratio when dissolved in an aqueous medium of pH 3.5 or greater. Here we describe the use of CEPA to produce in situ ethylene for the investigation of ethylene response in bacteria using the fruit-associated, cellulose-producing bacterium Komagataeibacter xylinus as a model organism. The protocols described herein include both the verification of ethylene production from CEPA via the Arabidopsis thaliana triple response assay and the effects of exogenous ethylene on K. xylinus cellulose production, pellicle properties and colonial morphology. These protocols can be adapted to examine the effect of ethylene on other microbes using appropriate growth media and phenotype analyses. The use of CEPA provides researchers with a simple and efficient alternative to pure ethylene gas for the routine determination of bacterial ethylene response.

Einleitung

Das Olefin Ethylen (C 2 H 4) wurde zum ersten Mal im Jahre 1901 als Pflanzenhormon entdeckt , wenn es beobachtet wurde , dass Erbsenkeimlinge, in einem Labor gezüchtet , die Kohlegaslampen verwendet, eine abnorme Morphologie zeigten , in denen Stiele (Hypokotylen) waren kürzer, dicker und beugte sich seitwärts im Vergleich zu normalen Erbsenkeimlinge; ein Phänotyp genannt später die dreifache Reaktion 1,2. Nachfolgende Studien zeigten , dass Ethylen ist ein wichtiger Phytohormone , die zahlreiche Entwicklungsprozesse wie Wachstum, Stressreaktion, Fruchtreife und Seneszenz 3. Arabidopsis thaliana, einem Modellorganismus für Pflanzenbiologie Forschung, ist gut untersucht in Bezug auf seine Reaktion auf Ethylen reguliert. Mehrere Ethylen - Antwort - Mutanten sind durch Ausnutzen der dreifache Reaktion Phänotyp beobachtet in dunkel gewachsenen A. isoliert thaliana Keimlinge in Gegenwart von Ethylen 1,4,5. Die Biosynthesevorstufe für die Ethylenproduktion in Pflanzen ist 1-aminocyclopropane Carbonsäure (ACC) 6 und häufig während der dreifachen Reaktion Assay verwendet wird endogenen Ethylenproduktion , die auf den dreifachen Reaktion Phänotyp 1,4,5 führt zu erhöhen.

Obwohl die Ethylen-Antwort in Pflanzen weit untersucht wird, wird die Wirkung der exogenen Ethylen auf Bakterien in beträchtlichem Ausmaß mit Pflanzen trotz der engen Verbindung von Bakterien under. Eine Studie berichtet , daß bestimmte Stämme von Pseudomonas überleben 7 Ethylen als alleinige Quelle für Kohlenstoff und Energie. Jedoch haben nur zwei Studien gezeigt, dass Bakterien an Ethylen reagieren. Die erste Studie zeigte , dass Stämme von Pseudomonas aeruginosa, P. fluorescens, P. putida und P. syringae waren chemotaktische zu Ethylen unter Verwendung eines Agarose - Plug - Assay , in dem geschmolzene Agarose mit einem Chemotaxis - Puffer wurde mit reinem Ethylengas ins Gleichgewicht gebracht 8. Aber unseres Wissens gab es keine furth gewesener Berichte reines Ethylengas unter Verwendung bakterieller Ethylenantwort zu charakterisieren, wahrscheinlich aufgrund der schwer von Gasen im Labor ohne spezialisierte Ausrüstung Handhabung. Der zweite Bericht der bakteriellen Ethylen - Antwort gezeigt , dass Ethylen xylinus 9 bakterielle Cellulose - Produktion und beeinflusst die Genexpression in der Frucht-assoziierten Bakterium, Komagataeibacter (früher Gluconacetobacter) erhöht. In diesem Fall wurde der Ethylen freisetzenden Verbindung, 2-Chlorethylphosphonsäure (CEPA) verwendete Ethylen in situ innerhalb der Bakterienwachstumsmedium zu erzeugen, wodurch die Notwendigkeit für reines Ethylengas oder spezialisierte Ausrüstung umgeht.

CEPA produziert Ethylen bei einer 1: 1 - Molverhältnis oberhalb von pH 3,5 10,11 durch eine basenkatalysierte, Reaktion erster Ordnung 12 bis 14. Der Abbau von CEPA positiv mit pH und Temperatur 13,14 und Ergebnisse bei der Herstellung von Ethyl korreliertenene, Chlorid und Phosphat. CEPA bietet Forscher interessiert sich für bakterielle Reaktionen auf Ethylen mit einer günstigen Alternative zu gasförmigem Ethylen zu studieren.

Das übergeordnete Ziel der folgenden Protokolle ist es, ein einfaches und effizientes Verfahren zur Verfügung zu stellen bakterielle Ethylenantwort zu untersuchen und umfasst Validierung von physiologisch relevanten Niveaus der Ethylenproduktion von CEPA Zersetzung in Bakterienwachstumsmedium, Analyse der Kultur pH sicherzustellen CEPA Zersetzung nicht beeinträchtigt wird während Bakterienwachstum, und die Beurteilung der Wirkung von Ethylen auf bakterielle Morphologie und Phänotyp. Wir zeigen diese Protokolle K. mit xylinus, jedoch können diese Protokolle angepasst werden Ethylenantwort in anderen Bakterien zu untersuchen , indem die geeigneten Wachstumsmedium und Phänotyp - Analysen.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokoll

1. Chemikalien

  1. Eine Lösung aus 500 mM CEPA (144.49 g / mol) und eine Lösung von sowohl aus 500 mM NaCl (58,44 g / mol) und 500 mM NaH 2 PO 4 · H 2 O (137.99 g / mol) in angesäuert (pH 2.5) von ultrareinem Wasser oder 0,1 N HCl. Mischen mit einem Vortex, bis die Lösungen klar sind.
  2. Abwechselnd verdünnen (10x), die 500 mM Lösungen in dem gleichen Lösungsmittel 5 mM und 50 mM Bestände zu erhalten.
  3. Bereiten Sie eine 10 mM Lösung von 1-Aminocyclopropancarbonsäure (ACC; 101,1 g / mol) in ultrareinem Wasser.
  4. Filter-sterilisieren Stammlösungen und speichern Aliquots bei -20 ° C.
  5. Filter-sterilisieren Cellulase. Store Aliquots bei 4 ° C.

2. Überprüfen der Ethylenproduktion von 2-Chlorethylphosphonsäure Zersetzung: Triple Antwort Assay

  1. Oberflächen sterilisieren Arabidopsis thaliana Ökotyp Columbia Seeds Mit der Vapor-Phase - Methode:
    ACHTUNG: Der folgende Schritt erzeugt toxic Chlorgas. Führen Saatgut Sterilisation in einem Abzug.
    1. Besorgen Sie sich einen verschließbaren Behälter tief genug, um einen 250-ml-Glasbecher für Saatgut Sterilisation aufzunehmen und es in einer Abzugshaube.
    2. In A. thaliana Samen zu einem Mikrozentrifugenröhrchen und legen Sie den Schlauch in einem Rack. Legen Sie das Rack mit dem offenen Rohr in den verschließbaren Behälter enthält.
      Hinweis: Füllen Sie nicht einzelne Rohre über halb voll Chlorgas zu erlauben, die unteren Samen eindringen.
    3. Legen Sie ein 250-ml-Becher 100 ml handelsübliche Bleiche in dem verschließbaren Behälter enthält. Vorsichtig 3 ml konzentrierter HCl zu dem Bleichmittel und sofort den Behälter mit dem Deckel zu versiegeln.
      ACHTUNG: Bleach und HCl reagieren und giftige Chlorgas zu erzeugen, die die Samen an die Oberfläche zu sterilisieren wirkt.
    4. Inkubieren der Samen in Gegenwart von Chlorgas für 4 Stunden in den Abzugsschrank.
      Hinweis: Längere Sterilisationszeiten wird die Keimung Effizienz reduzieren.
    5. Nach der Sterilisation ermöglichen, die chlorine Gas für mindestens 1 Stunde in der Abzugshaube zu entlüften dann das Reaktionsgefäß verschließen. Lassen Sie das Bleichmittel und HCl-Gemisch in der Abzugsschrank für mindestens 24 Stunden vor dem Wegwerfen.
      Hinweis: Die sterilisierten Samen kann bei Raumtemperatur zur sofortigen Verwendung gelagert werden.
    6. Halten Samen bei 4 ° C für die langfristige Lagerung. Bringen Sie Samen auf Raumtemperatur vor dem Reaktionsgefäß zu öffnen Kondensation zu vermeiden. Shop Samen im Dunkeln.
  2. Bereiten Agar-Platten in 4-Sektor Petrischalen (90 x 15 mm):
    1. Bereiten 110 ml Wachstumsmedium für A. thaliana Keimlinge: 1x Murashige und Skoog (MS) Basismedium 15 (4,33 g / l) mit 1% (w / v) Sucrose und 0,8% (w / v) Agar. Stellen Sie die MS-Medium auf pH 6 mit NaOH.
    2. Herstellung von 100 ml der Bakterienwachstumsmedium für CEPA Zersetzung: Schramm und Hestrin (SH) -Medium , enthaltend 1,5 16% (w / v) Agar. Stellen Sie den SH-Medium auf pH 7 mit NaOH.
    3. Sterilisieren Medien durch Autoklavieren und temper in einem 55 ° C Wasserbad.
    4. Sobald die MS-Agar temperiert hat, dann werden 40 ml in einen sterilen Kolben. Um die positive Kontrolle Wachstumsmedium für A. Vorbereitung thaliana Keimlinge, ergänzen die 40 ml Aliquot von MS - Agar mit 40 & mgr; l 10 mM ACC zu einer Endkonzentration von 10 uM ACC zu erhalten.
    5. 5 ml Medium zu den entsprechenden Quadranten der sectored Petrischalen (1) und damit der Agar verfestigt. Bereiten Sie alle Platten in dreifacher Ausfertigung.
      Hinweis: CEPA ist nicht auf das Wachstumsmedium zugegeben, bis später in dem Protokoll.

figure-protocol-3947
Abb . 1: Aufbau von Agarplatten für die Dreifachantwort Assay mit CEPA verwendet eine schematische veranschaulicht die Quadranten spezifisch für die negative Kontrolle (A), Positivkontrolle (B) und Versuchsplatten (C). Diese Zahl hat sich von Augimeri und Bügel 9 geändert. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

  1. Stratify A. thaliana Samen zur Sicherung Synchrone Keimung:
    1. In etwa fünfzig A. thaliana Samen auf jeden Quadranten enthält , MS oder MS + ACC - Agar. Stellen Sie sicher, Samen werden gleichmäßig zu erleichtern Sämling Entnahme und Analyse verteilt.
    2. Inkubieren Platten Samen im Dunkeln bei 4 enthält ° C für 3-4 Tage.
  2. Zerlege CEPA auf das Bakterienwachstum Medium (SH) und Triple Response-Test durchführen:
    1. Nach Schichtung, setzen die Samen Fluoreszenzlicht für 2 Std.
    2. Verbreiten 10 ul der 500 mM Stammlösung CEPA auf den Quadranten der experimentellen Platten mit SH - Agar (pH 7; Figur 1) , um eine endgültige Konzentration zu erhalten CEPAvon 1 mM.
    3. Verschließen Sie die Platten mit Laborfolie und mit Folie abdecken einer dunklen Umgebung für die Samen zu schaffen.
    4. Keimen Samen nach unten Platten im Dunkeln bei 23 ° C für 3 Tage mit der Agarseite Inkubieren.
      Hinweis: Die Platten gestapelt werden können, aber negative Kontrollen sollten auf dem Boden platziert werden, da Ethylen leichter als Luft ist.
  3. Analysieren Triple-Response-Assay Daten:
    1. Mit flamm sterilisierten Pinzette entfernen einzelne Sämlinge von einer Platte zu jeder Behandlung und Sicht unter einem Präpariermikroskop oder digitale USB-Mikroskop entspricht. Achten Sie darauf, den Boden der Sämlinge ausgerichtet sind und zu fotografieren.
    2. Entfernen 30 Sämlinge aus jedem Quadranten (60 Setzlinge pro biologische Replikation und 180 Setzlinge pro Behandlung). Richten Sie auf einer Oberfläche mit einem schwarzen Hintergrund und ein Foto mit einem Lineal.
    3. Messen Sie die Hypokotyls Länge (mm) von Wiederholungs Sämlinge mit ImageJ Software 17. Stellen Sie die Waage durch Klicken und Ziehen Sie die * gerade *Werkzeug mit einer Länge von 10 mm zu wählen. Wählen Sie "Scale" unter dem "Analyze" Registerkarte und stellen Sie den bekannten Abstand bis 10. Die Verwendung von * Segmented * Werkzeug, klicken Sie auf und ziehen, um wählen Sie die Länge des Hypokotyl und drücken Sie M Distanz zu messen. Vergleichen Sie die Mittel der biologischen Replikaten unter Verwendung einer Einweg-ANOVA mit einem Mehrfachvergleichstest des Tukey. Unterschiede werden als signifikant angesehen , wenn p <0,05.

3. Analyse der pH-Wert im gesamten Bakterienwachstum

  1. Wachsen und Quantify Komagataeibacter xylinus Starterkulturen in dreifacher Ausführung:
    1. Impfen eine einzige Kolonie von K. xylinus in 5 ml SH - Medium (pH 5) , supplementiert mit 0,2% (v / v) sterilfiltriert Cellulase. Inkubieren Kulturen bei 30 ° C unter Rühren bei 150 rpm bis zu einer OD 600 von 0,3 bis 0,4 erreicht ist (ca. 72 h).
    2. Erntestarterkulturen durch Zentrifugation (2.000 × g, 4 ° C, 10 min). Mit 5 ml steriler 0,85% (w / v) NaCl Lösung, waschen Sie die Zellen zweimal und Zellpellet. Halten Sie Zellen auf Eis.
    3. Quantifizieren Zellen eine Petroff-Hausser-Zählkammer verwendet wird.
  2. Impfen Kulturen zur Analyse von pH-Wert:
    1. Zugabe von 150 ml SH-Brühe (pH 7), supplementiert mit 0,2% (v / v) sterilfiltriert Cellulase bis zwölf 500 ml-Kolben mit Foliendeckeln. Impfen Flaschen mit K. xylinus Starterkulturen in einer Konzentration von 10 5 Zellen / ml. Mit den drei Starterkulturen, bereiten drei biologische Wiederholungen pro Behandlung.
    2. Supplement Kulturen mit 300 & mgr; l der 5, 50 oder 500 mM CEPA-Stammlösungen zu erhalten endgültige CEPA Konzentrationen von 0,01, 0,1, und 1,0 mM, respectively. Ergänzung zu den unbehandelten Kontrollkulturen mit 300 & mgr; l des verwendeten Lösungsmittels CEPA aufzulösen.
    3. Verschließen Sie die Flaschen durch dicht Taping der Foliendeckel auf den Kolben und Inkubation Kulturen für 14 Tage bei 30 ° C unter Rühren bei 150 Umdrehungen pro Minute.
  3. Jeden Tag aseptically entfernen 5-ml-Proben aus jedem Kolben und Pellet-Zellen durch Zentrifugation (2000 × g, 4 ° C, 10 min). Übertragen Überstand in ein sauberes Röhrchen und messen den pH-Wert jeder biologische Replikation unter Verwendung eines pH-Meters.
  4. Analysieren Sie die Zeitverlaufsdaten durch den mittleren pH-Wert der biologischen Replikaten der grafischen Darstellung.
    Hinweis: Es ist wichtig, dass die Kultur pH-Wert unter 3,5 nicht absinkt; eine Kultur pH-Wert von 5 deutlich reduziert Ethylen Freisetzung von CEPA und einem pH-Wert unter 3,5 hemmt vollständig Ethylen-Release.
  5. Um zu steuern , für Chlor und Phosphatspiegel, führen ein identisches Experiment unter Verwendung von 0,01, 0,1, und 1,0 mM des NaCl-NaH 2 PO 4 -Lösung unter Verwendung der 5, 50 und 500 mM Bestände, respectively.

4. Koloniemorphologie

  1. Wachsen K. xylinus Starterkulturen in dreifacher Ausführung:
    1. Impfen eine einzige Kolonie von K. xylinus in 5 ml SH - Medium (pH 5) , supplementiert mit 0,2% (v / v) sterilfiltriert Cellulase. Incubate Kulturen bei 30 ° C unter Rühren bei 150 rpm bis zu einer OD 600 von 0,3 bis 0,4 erreicht ist (ca. 72 h).
    2. Erntestarterkulturen durch Zentrifugation (2.000 × g, 4 ° C, 10 min). Mit 5 ml steriler Kochsalzlösung, Waschen der Zellen und das Zellpellet zu resuspendieren. Halten Sie Zellen auf Eis.
  2. Vorbereitung 24 Agarplatten, enthaltend 25 ml SH (pH 7) -Medium mit 1,5% (w / v) Agar.
  3. Sobald der Agar sich verfestigt hat, verteilt 50 ul der 5, 50 und 500 mM CEPA Stammlösungen auf dem Agar endgültigen CEPA Konzentrationen von 0,01, 0,1, und 1,0 mM jeweils zu erhalten. Richten Sie unbehandelt und Lösungsmittel-Kontrollplatten, die keine Änderung bestehen und Verbreitung von 50 & mgr; l des Lösungsmittels verwendet, um die Testverbindungen zu lösen.
  4. Streak Platten für isolierte Kolonien mit einer Schleife voll (~ 5 & mgr; l) von K. xylinus Starterkultur und versiegeln sie mit Paraffinfilm. Impfen alle Platten in dreifacher Ausfertigung. Inkubieren Platten für 5 Tage bei 30 ° C.
  5. Photograph Kolonien bei 20-facher Vergrößerung eine digitale USB-Mikroskop und qualitativ Koloniemorphologie und Zellstoffproduktion auf festem Medium zu bewerten.
    Hinweis: Cellulose wird als trübe Substanz entlang des Randes der Kolonie.
  6. Um zu steuern , für Chlor und Phosphatspiegel, führen ein identisches Experiment unter Verwendung von 0,01, 0,1, und 1,0 mM des NaCl-NaH 2 PO 4 -Lösung unter Verwendung der 5, 50 und 500 mM Bestände, respectively.

5. Pellicle Assays

  1. Wachsen und Quantify K. xylinus Starterkulturen in dreifacher Ausführung:
    1. In dreifacher Ausführung, eine einzige Kolonie von K. impfen xylinus in 5 ml SH - Medium (pH 5) , supplementiert mit 0,2% (v / v) sterilfiltriert Cellulase. Inkubieren Kulturen bei 30 ° C unter Rühren bei 150 rpm bis zu einer OD 600 von 0,3 bis 0,4 erreicht ist (ca. 72 h).
    2. Erntestarterkulturen durch Zentrifugation (2.000 × g, 4 ° C, 10 min). Mit 5 ml steriler Kochsalzlösung, Waschen ter Zellen zweimal und Zellpellet. Halten Sie Zellen auf Eis.
    3. Quantifizieren Zellen eine Petroff-Hausser-Zählkammer verwendet wird.
  2. Bereiten Sie Mastermixe 24-Well-Platten zu inokulieren:
    1. Ergänzung 60 ml SH-Medium (pH 7) mit 120 ul der 5, 50 und 500 mM Bestände CEPA endgültige CEPA Konzentrationen von 0,01, 0,1, und 1,0 mM zu erhalten, respectively. Ergänzen weitere 60 ml SH-Medium (pH 7) mit 120 & mgr; l des verwendeten Lösungsmittels CEPA aufzulösen. Vortex mischen.
    2. Teilen Sie die jeweils 60 ml CEPA-haltiges Medium in vier 14-ml-Aliquoten. Beimpfen von drei der 14 ml - Aliquots mit biologischen Replikate von Starterkultur bei einer Konzentration von 10 5 Zellen / ml. Halten Sie Röhrchen mit Zellen auf Eis Cellulose-Produktion zu verhindern.
      Hinweis: Die verbleibenden 14 ml aliquoten wird für sterile Kontrollvertiefungen verwendet werden.
  3. Impfen 24-Well-Platten:
    1. Testen Sie jede Behandlung in einer eigenen Platte mit drei Reihen von biologischen Replikaten undeine Reihe von sterilen Kontrollen (Abbildung 2).

figure-protocol-13202
Fig . 2: Ablaufdiagramm des Protokolls für Pellicle - Assay und die Analyse verwendet , veranschaulicht Vektor CEPA-ergänztem pH 7 SH - Medium (60 ml) wird drei getrennten biologischen replicate Inokulationen und einen sterilen Kontrolle (14 ml jeweils) aliquotiert. Diese Kulturen werden dann in Aliquots aufgeteilt in sechs technische Replikate (2 ml) in eine 24-Well-Platte und dann mit Paraffinfilm versiegelt. Nach einer Inkubationszeit von 7 Tagen bei 30 ° C, Häutchen werden geerntet und gekennzeichnet durch Nassgewicht zu bestimmen, Dicke, Trockengewicht und Kristallinität durch FT-IR. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen

  1. Mit dem 14 ml Master-Mix, 2 ml in each von sechs Vertiefungen einer sterilen 24-Well-Platte. Füllen Sie für die drei biologischen Replikaten und Sterilkontrolle (Abbildung 2). Wiederholen Sie für jede Behandlung.
  2. Dichtungsplatten mit Paraffinfilm und inkubieren statisch für 7 Tage bei 30 ° C.
  1. Ernte und Pellicle Wet Gewicht, Dicke, Trockengewicht (Cellulose - Ausbeute) und Kristallinität (Abbildung 2) messen:
    1. Drücken Sie eine Seite des Häutchen die gegnerische Häutchen Kante zu heben und zu entfernen einzelne Häutchen mit einer Pinzette. Während Griff halten, legen Sie sie auf frisches Papiertuch für 3 Sekunden überschüssige Medium zu entfernen, bevor mit einem Gewicht von ihren nassen Gewichte zu bestimmen.
    2. Richten Sie Häutchen neben einem Lineal und Foto von der Seite eine hochauflösende Digitalkamera.
    3. Mit ImageJ Software 17 messen Häutchen Dicke auf der linken Schulter, rechte Schulter und der Mitte jedes Häutchen. Durchschnittlich alle technischen Replikate für jede biologische RepliCate.
    4. Individuell übertragen Sie die Häutchen in die Vertiefungen einer 6-Well-Platte. Behandlung Häutchen mit 12 ml 0,1 N NaOH bei 80 ° C für 20 min Zellen zu lysieren.
    5. Entfernen Sie die NaOH und neutralisieren Häutchen von unter Rühren mit ultrareinem Wasser für 24 Stunden zu waschen. Wechseln Sie das Wasser alle 6 Stunden.
      Anmerkung: Pellikel sollte nach Beendigung des Waschschritt weiß sein.
    6. Ort Häutchen auf Silizium Matten und trocken bei 50 ° C für 48 Stunden bis zur Gewichtskonstanz. Nach dem Trocknen von Matten entfernen und Häutchen Gewichte im analytischen Maßstab messen, um bakterielle Cellulose-Ausbeute zu bestimmen.
    7. Analysieren Pellicle Kristallinität unter Verwendung Fourier-Transformations - Infrarotspektroskopie (FT-IR) unter Verwendung von 32 Scans und einer Auflösung von 4 cm -1 im Bereich von 4000 bis 650 cm -1. Berechnen Sie den Kristallinitätsindex, CI (IR), unter Verwendung von A 1437 / A 895; das Absorptionsverhältnis des "kristallinen Band" und "amorphen Band" , wie zuvor beschrieben 18.
  2. Um zu steuern , für Chlor und Phosphatspiegel, führen ein identisches Experiment unter Verwendung von 0,01, 0,1, und 1,0 mM des NaCl-NaH 2 PO 4 -Lösung unter Verwendung der 5, 50 und 500 mM Bestände, respectively.
  3. Analysieren Pellicle Daten:
    1. Berechnen Häutchen Hydratation durch den Unterschied zwischen Häutchen Nassgewicht und Trockengewicht zu bestimmen.
    2. Der Mittelwert der Werte aller technischen Replikate für die statistische Analyse einen einzelnen Wert für jede biologische Replikation zu erhalten. Vergleichen Sie die Behandlung ein one-way ANOVA mit Tukey-Mehrfachvergleichstest. Die Unterschiede sind signifikant , wenn p <0,05.
    3. Normalisieren Daten als Prozentsatz der unbehandelten Kontrollen und plotten die mittels biologischer Replikaten.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Ergebnisse

C - Eine schematische Plattenaufbau zur Verifikation von Ethylen Befreiung von CEPA in SH - Medium (pH 7) durch den Dreifachantwort Assay wird in 1A gezeigt. Ein Flussdiagramm , das die Pellicle - Protokoll veranschaulicht , ist in Figur 2 Dark-grown A. gezeigten thaliana Keimlinge weisen die Dreifachantwort Phänotyp (kürzer und dicker Hypocotyl mit einer übertriebenen apikalen hook) in Gegenwart von ACC und in Gegen...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Diskussion

Die hier beschriebenen Methoden skizzieren die in - situ - Herstellung von Ethylen aus CEPA für die Untersuchung von bakteriellen Ethylenantwort des Modellorganismus, K. xylinus. Dieses Verfahren ist sehr geeignet als Ethylen können durch Ergänzung beliebigen wässrigen Medium hergestellt werden, die einen pH - Wert größer als 3,5 10,11 mit CEPA negiert die Notwendigkeit für reines Ethylengas oder spezielle Laborausrüstung hat. Dieses Verfahren ist auf die Untersuchung der Wi...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Danksagungen

The authors thank Dr. Dario Bonetta for providing Arabidopsis thaliana seeds and for technical assistance in regards to the triple response assay, as well as Simone Quaranta for help with FT-IR. This work was supported by a Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada Discovery Grant (NSERC-DG) to JLS, an Ontario Graduate Scholarship (OGS) to RVA, and a Queen Elizabeth II Graduate Scholarship in Science and Technology (QEII-GSST) to AJV.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
1-aminocyclopropane carboxylic acid (ACC)SigmaA3903Biosynthetic precursor of ethylene in plants
4-sector Petri dishPhoenix BiomedicalCA73370-022For testing triple response
AgarBioShopAGR001.1To solidify medium
Canon Rebel T1i DLSR cameraCanon3818B004For pictures of pellicles
Cellulase from Trichoderma reesei ATCC 26921 SigmaC2730Aqueous solution
Citric acidBioShopCIT002.500For SH medium
Commercial bleachLife Brand57800861874Bleach for seed sterilization
Concentrated HClBioShopHCL666.500Hydrochloric acid for pH adjustment
Digital USB microscopePlugableN/AFor pictures of colonies
Ethephon (≥96%; 2-chloroethylphosphonic acid)SigmaC0143Ethylene-releasing compound
GlucoseBioBasicGB0219For SH medium
Komagataeibacter xylinus ATCC 53582ATCC53582Bacterial cellulose-producing alphaproteobacterium
Microcentrifuge tubeLifeGeneLMCT1.7B1.7 ml microcentrifuge tube
Murashige and Skoog (MS) basal medium SigmaM5519Arabidopsis thaliana growth medium
Na2HPO4·7H2BioShopSPD579.500Sodium phosphate, dibasic heptahydrate for SH medium
NaClBioBasicSOD001.1Sodium chloride for saline and control solution
NaH2PO4·H2BioShopSPM306.500Sodium phosphate, monobasic monohydrate for control solution
NaOHBioShopSHY700.500Sodium hydroxide for pH adjustment
Paraffin filmParafilmPM996For sealing plates and flasks
Peptone (bacteriological)BioShopPEP403.1For SH medium
Petroff-Hausser counting chamberHausser scientific3900Bacterial cell counting chamber
Polyethersulfone sterilization filter 0.2 µmVWR28145-501For sterilizing cellulase
SucroseBioShopSUC600.1Sucrose for MS medium
Yeast extractBioBasicG0961For SH medium

Referenzen

  1. Guzmán, P., Ecker, J. R. Exploiting the triple response of Arabidopsis to identify ethylene-related mutants. Plant Cell. 2 (6), 513-523 (1990).
  2. Bakshi, A., Shemansky, J. M., Chang, C., Binder, B. M. History of research on the plant hormone ethylene. J. Plant Growth Regul. 34 (4), 809-827 (2015).
  3. Schaller, G. E. Ethylene and the regulation of plant development. BMC Biol. 10 (1), (2012).
  4. Hua, J., Sakai, H., et al. EIN4 and ERS2 are members of the putative ethylene receptor gene family in Arabidopsis. Plant Cell. 10 (8), 1321-1332 (1998).
  5. Bleecker, A. B., Estelle, M. A., Somerville, C., Kende, H. Insensitivity to ethylene conferred by a dominant Mutation in Arabidopsis thaliana. Science. 241 (4869), 1086-1089 (1988).
  6. Hamilton, A. J., Bouzayen, M., Grierson, D. Identification of a tomato gene for the ethylene-forming enzyme by expression in yeast. Proc. Natl. Acad. Sci. 88 (16), 7434-7437 (1991).
  7. Kim, J. Assessment of ethylene removal with Pseudomonas strains. J. Hazard. Mater. 131 (3), 131-136 (2006).
  8. Kim, H. E., Shitashiro, M., Kuroda, A., Takiguchi, N., Kato, J. Ethylene chemotaxis in Pseudomonas aeruginosa and other Pseudomonas species. Microbes Environ. 22 (2), 186-189 (2007).
  9. Augimeri, R. V., Strap, J. L. The phytohormone ethylene enhances bacterial cellulose production, regulates CRP/FNRKx transcription and causes differential gene expression within the cellulose synthesis operon of Komagataeibacter (Gluconacetobacter) xylinus ATCC 53582. Front. Microbiol. 6, 1459(2015).
  10. Zhang, W., Wen, C. K. Preparation of ethylene gas and comparison of ethylene responses induced by ethylene, ACC, and ethephon. Plant Physiol. Biochem. 48 (1), 45-53 (2010).
  11. Zhang, W., Hu, W., Wen, C. K. Ethylene preparation and its application to physiological experiments. Plant Signal. Behav. 5 (4), 453-457 (2010).
  12. Warner, H. L., Leopold, A. C. Ethylene evolution from 2-chloroethylphosphonic acid. Plant Physiol. 44 (1), 156-158 (1969).
  13. Biddle, E., Kerfoot, D. G. S., Kho, Y. H., Russell, K. E. Kinetic studies of the thermal decomposition of 2-chloroethylphosphonic acid in aqueous solution. Plant Physiol. 58 (5), 700-702 (1976).
  14. Klein, I., Lavee, S., Ben-Tal, Y. Effect of water vapor pressure on the thermal decomposition of 2-chloroethylphosphonic acid. Plant Physiol. 63 (3), 474-477 (1979).
  15. Murashige, T., Skoog, F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15 (3), 473-497 (1962).
  16. Schramm, M., Hestrin, S. Factors affecting production of cellulose at the air/liquid interface of a culture of Acetobacter xylinum. J. Gen. Microbiol. 11 (1), 123-129 (1954).
  17. Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat. Methods. 9 (7), 671-675 (2012).
  18. Ciolacu, D., Ciolacu, F., Popa, V. I. Amorphous cellulose-structure and characterization. Cellul. Chem. Technol. 45 (1), 13-21 (2011).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Weitere Artikel entdecken

BiochemieHeft 1172 Chlorethylphosphons ureCEPAEthylenKomagataeibacter xylinusBakteriencelluloseH utchenDreier Antwort Assay Arabidopsis thaliana

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Datenschutz

Nutzungsbedingungen

Richtlinien

Forschung

Lehre

ÜBER JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten