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Method Article
En este artículo se describen los métodos para seleccionar los genes que controlan la permeabilidad plasmodesmal y el gradiente de ahí auxina durante la respuesta trópico. Esto incluye la medición del grado de respuesta trópico en hipocotilo de Arabidopsis thaliana y comprobar la permeabilidad plasmodesmal por el ácido 8-hidroxipireno-1,3,6-trisulfónico carga (HPTS) y la evaluación del nivel de fin de callosa.
La hormona vegetal auxina juega un papel importante en muchos procesos de crecimiento y desarrollo, incluyendo las respuestas trópico a la luz y la gravedad. El establecimiento de un gradiente de auxina es un evento clave que conduce a phototropism y gravitropismo. Anteriormente, se demostró que el transporte de auxina polar (PAT) para establecer un gradiente de auxina en diferentes dominios celulares de las plantas. Sin embargo, Han et al. Demostró recientemente que para la formación adecuada gradiente de auxina, plasmodesmal conectividad symplasmic callose mediada entre las células adyacentes es también un factor crítico. En este manuscrito, la estrategia para dilucidar el papel de determinados genes, que pueden afectar phototropism y gravitropismo alterando la conectividad symplasmic través de la modulación de la síntesis de callosa plasmodesmal, se discute. El primer paso es para detectar respuestas trópico aberrantes de 3 días de edad, las plántulas etioladas de mutantes o sobre-expresión líneas de un gen junto con el tipo salvaje. Esta selección preliminarpuede conducir a la identificación de una serie de genes que funcionan en PAT o controlan la conectividad symplasmic. La segunda selección implica la clasificación de los candidatos que muestran respuestas alteradas trópico al afectar la conectividad symplasmic. Para hacer frente a estos candidatos, se examinaron el movimiento de un trazador symplasmic y la deposición de callosa plasmodesmal. Esta estrategia sería útil explorar nuevos genes candidatos que pueden regular la conectividad symplasmic directa o indirectamente durante las respuestas tropicales y otros procesos de desarrollo.
Las plantas, como organismos vivos sésiles, han desarrollado una red altamente sofisticada de señalización célula a célula para hacer frente a diversos estímulos ambientales. respuestas Tropic son uno de los fenómenos por los que las plantas responden a los estímulos ambientales. Las plantas muestran dos principales respuestas trópico, phototropism y gravitropismo. plantas fotosintéticas se doblan hacia la fuente de luz por phototropism para cosechar el máximo de energía. Del mismo modo, gravitropismo hace que las plantas a crecer hacia el centro de gravedad. El mecanismo fundamental que lleva a este tipo de respuestas trópico implica la formación del gradiente asimétrica de la auxina de fitohormonas 1. El acto de la formación del gradiente auxina local está bien caracterizada; los genes que están involucrados en este mecanismo proporciona una hoja de ruta para la acción de la hormona 2-8. La posición específica de los portadores de auxina eflujo, como la formada PIN (PIN) y las glicoproteínas P, ejecuta el movimiento de auxina desde el citoplasma a la pared celular de las células del donante 9,10. Furthermore, por el H + actividad activo / IAA simporte de portadores de afluencia de auxinas, tales como proteínas de la familia LAX AUX1 / auxina es finalmente entregado a las células receptoras adyacentes 2,11,12. Este movimiento direccional de la auxina se conoce como el transporte de auxina polares (PAT). PAT conduce a una distribución diferencial de auxina durante las diversas etapas de desarrollo y en respuesta a diferentes estímulos del medio ambiente 13,14. Por otra parte, la interrupción en la localización o la expresión de cualquiera de estos portadores de afluencia o de flujo de salida de auxina conduce a la alteración severa en PAT, lo que provoca una interrupción del gradiente de la auxina, lo que conduce a defectos en el desarrollo. Recientemente, Han et al. informó de que la regulación plasmodesmal también es necesario para mantener el gradiente de auxina 15. Hasta la fecha, más de 30 proteínas plasmodesmal se han identificado 16. Entre estas proteínas, AtGSL8 ha sido reportado como una enzima clave para la síntesis de callosa en plasmodesmas (PD) y por lo tanto juega un papel vital en maintaining el límite de tamaño de exclusión PD (SEL). AtGSL8 expresión reprimida dio lugar a un patrón de gradiente de auxina distorsionada que conduce a ninguna respuesta trópico en contraste con las plántulas de tipo salvaje 15.
En este manuscrito, métodos para explorar nuevos genes candidatos que están involucrados en la regulación del PD se proporcionan. AtGSL8 se usó como una proteína modelo para probar estos métodos, ya que es una enzima clave que contribuye a la biosíntesis de PD callose. Debido a la planta de semillero de letalidad de mutantes gsl8 knock-out 17, se utilizaron dexametasona (DEX) inducible líneas de ARNi de acuerdo con un informe publicado anteriormente 15. La estrategia aquí proporcionada puede ser adaptado para detectar los genes que están implicados en la respuesta hipocotilo trópico controlado por PD SEL.
1. La selección de mutantes con alteración de las respuestas Phototropic y gravitrópica
2. Las líneas de la planta de la pantalla con las respuestas defectuoso Tropic debido a los cambios en la EP SEL con un alterada PD callosa Nivel
En la configuración actual, dexametasona (DEX) inducible RNAi líneas de AtGSL8 [en adelante dsGSL8 (+ dex / -DEX)] se utilizaron, como gsl8 homocigotos mutantes de inserción de T-ADN son de plántulas letal 18. Tres días de edad, las plántulas de ahiladas dsGSL8 y plántulas de tipo salvaje con Dex ± fueron expuestos a estímulos phototropic y gravitrópica. Se encontró que dsGSL8 (+ DEX) plántulas eran defectuosas en photot...
En este manuscrito, una estrategia para la pantalla líneas mutantes / sobre-expresión que son defectuosos en las respuestas fototrópicos y gravitrópica debido a la alteración de callose PD y, por lo tanto, PD SEL se describe en detalle. la síntesis y la degradación de callosa PD se lleva a cabo principalmente por sintasas callose y β-1,3-glucanasas, pero la regulación de estas enzimas es controlada por muchos factores aguas arriba. Para buscar estos factores corriente arriba o candidatos que están directamente...
Los autores no tienen ninguna otra declaración.
Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF-2015R1A2A1A10053576), y por una beca del Programa de próxima generación BioGreen 21 (SNCC, conceder PJ01137901), Administración de Desarrollo Rural, República de Corea. RK, WS, ABB y DK fueron apoyados por Cerebro Corea 21 programa de signo más (+ BK21).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
HPTS (8-Hydroxypyrene -1,3,6-trisulfonic acid trisodium salt) | Sigma | H1529-1G | Fluorescent dye as symplasmic tracer |
LE Agarose | Dongin-Genomic | GEL001-500G | Used for HPTS agarose block |
Microwave oven | LG-Goldstar | Machine for boiling agarose gel | |
100 ml glass conical flask | Dong Kwang | A0205 | Used to boil HPTS agarose gel |
Petri dish (35 mm x 10 mm) | SPL life sciences | SPL10035 | Used to make HPTS agarose blocks and wash plant samples |
Microscope cover slides and glass slides (24 mm x 50 mm) | Marienfeld Laboratory Glassware | 101222 | Used for HPTS agarose blocks and microscopic sample preparation |
MS medium plates 125 mm x 125 mm x 20 mm | SPL life sciences | SPL11125 | Plates to make MS agar medium |
Scissors | Germany Stainless | HSB 942-11 | Used to excise hook region of plant samples |
Murashige and Skoog (MS) basal salt mixture | Duchefa | P10453.01 | MS medium including vitamins. |
(N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES) monohydrate | Bioshop | 3G30212 | To make MS media. |
Plant agar | Duchefa | P1001.1000 | To solidify MS media. |
Autoclave | ALP | CL-40L | |
Shaker | Wise Mix | SHO-1D | To wash off the aniline blue staining buffer and HPTS dye in a placid way. |
1 ml Blue tips | Sorenson | 10040 | |
1 ml pipette | BioPette | L-1101-2 | |
Surgical tape | MIcropore | 1530-0 | To seal the MS plate |
Aniline blue (Methyl blue) | Sigma | M5528-25G | Used to prepare aniline blue staining buffer. |
Glycine | Bioshop | GLN001 | Used to prepare aniline blue staining buffer. |
DDG | Sigma | D8375-1G | Used for the inhibition of callose synthases. |
Confocal microscope | Olympus | FV1000MPE SIM | To check aniline blue staining and HPTS dye loading result. |
Stirrer | I lab | K400 | To mix media solution. |
Aluminium foil | SW cooking foil | To wrap plates in a dark condition. | |
Sodium hypochlorite | Samjin Industry | To surface-sterilized seeds |
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