A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
אנו מדגימים שיטה לקביעת הפריה מוצלחת או כושלת שנכשלה על בסיס מורפולוגיה גרעינית של הזרע בערידרופזיס הפריה כפולה באמצעות מיקרוסקופ אפיפייתי.
צמחים פורחים יש מערכת ייחודית רבייה מינית בשם ' הפריה כפולה ', שבה כל אחד מתאי הזרע מנתיכים בדיוק עם תא ביצה או תא מרכזי. לפיכך, שני אירועי הפריה עצמאיים מתרחשים כמעט בו זמנית. תא הביצית המופרית והתא המרכזי מתפתחים לזיגוטה ולאנדוזרע, בהתאמה. לכן, שליטה מדויקת של הפריה כפולה חיונית להתפתחות הזרעים שלאחר מכן. הפריה כפולה מתרחשת בתוך הנקבה המאובמת (שק העובר), אשר מוסתרים עמוקות מכוסה ברקמה עבה ורקמות שחלות. הבנייה הזאת רקמת העור עושה התבוננות וניתוח של הפריה כפולה די קשה ויצר את המצב הנוכחי שבו שאלות רבות לגבי המנגנון של הפריה כפולה נותרו ללא מענה. עבור הערכה תפקודית של מועמד פוטנציאלי לווסת הדישון, ניתוח פנוטימית של הפריה חשוב. כדי לשפוט את השלמת ההפריה ב Arabidopsis thaliana, הצורות של אותות פלואורסצנטית תיוג גרעינים זרע משמשים אינדיקטורים. תא זרע שאינו מגיע להפרות מצוין על-ידי אות מעובה מחוץ למשחק הנשי, ואילו תא זרע שמפרה בהצלחה מצוין על-ידי אות שאינו מעובד כתוצאה מקריסוגמיה בגרעין המגיים הנשי. השיטה המתוארת כאן מספקת כלי לקביעת הפריה מוצלחת או כושלת שנכשלה תחת בתנאים vivo.
צמחים פורחים לייצר זרעים באמצעות הפריה כפולה, תהליך זה נשלט ישירות על ידי אינטראקציות בין חלבונים מקומי על ממברנה פלזמה תא רבייה1,2. פורח מפעל גברי, זוג תאים זרע, לפתח אבקה. שפופרת אבקה הצומחת לאחר האבקה מספקת זוג תאי זרע למשחק נקבה, תא ביצה ותא מרכזי, המתפתחים לתוך שק העובר. לאחר המשחק הגברי והנשי נפגשים, חלבונים על פני משטח גמטות לקדם הכרה, החזקה, והיתוך להשלים הפריה כפולה. במחקרים קודמים, קרום המשחק הגברי חלבונים תא מסוים 1 (GCS1)/הסיס 2 (HAP2)3,4 ו-תא רבייה ביטא 2 (GEX2)5 זוהו כרגולטורים הפריה מעורבים היתוך תא רבייה ו מצורף, בהתאמה. לאחרונה זיהינו מDUF679 זכר הממברנה הספציפי חלבון, תחום ממברנה חלבון 9 (DMP9), כמו וסת הפריה מעורב אינטראקציה תא רבייה. מצאנו כי ירידה של DMP9 ביטוי התוצאות עיכוב משמעותי של הפריה תא ביצה במהלך הפריה כפולה ב . thaliana6.
כמו הפריה כפולה מתרחשת שק העובר, אשר מוטבע בתוך ביצית כי הוא עטוף עוד עם רקמת שחלות, קשה להתבונן ולנתח את מצבי תהליכים הפריה כפולה. מסיבה זו, עדיין יש הרבה נקודות ברורות שיגבילו הבנה מלאה של המנגנון כולו של בקרת הפריה כפולה. הקמת טכניקות התבוננות כדי לעקוב אחר התנהגותו של גמטות במהלך הפריה כפולה תחת בתנאים vivo היא הכרחית לניתוח פונקציונלי של מועמדים פוטנציאליים הפריה ווסת. מחקרים שנעשו לאחרונה הניבו קווי סמן שבו מבנים subcellular המשחק מסומנים עם חלבונים פלורסנט. במאמר זה, אנו מדגימים פרוטוקול פשוט ומהיר להתבוננות הפריה כפולה שהתרחשה שק העובר נגזר מpistils מלאכותית מלאכותי. באמצעות תא זרע הגרעין סמן קו HTR10-mRFP7, מצב הדישון של כל מגיים נקבה יכול להיות מופלים על בסיס של זרע המבנה הגרעיני האותות. הפרוטוקול שלנו מתמקד בשינוי מורפולוגי כזה של גרעיני הזרע בהפריה יכול להשיג ביעילות כמות מספקת של נתונים עבור הוכחה סטטיסטית. קו DMP9-מיקוד עם רקע HTR10-mrfp (DMP9KD/HTR10-mrfp) שימש צמחים זכרים כדי להראות דפוס הפריה יחיד. הפרוטוקול מתאים גם לניתוח פונקציונלי של מוסבי הפריה אחרים.
1. האבקה מלאכותית
הערה: לפני שמתחילים בתהליך, נדרש זוג מלקחיים של No. 5.
2. הכנת ביצית להשגחה
הערה: הפריטים הבאים נדרשים: זכוכית שקופית עם קלטת כפולה מחוברת, מלקחיים מס ' 5, מחט הזרקת G 27, ומיקרוסקופ מבתר.
3. מיקרוסקופיה
הערה: בפרוטוקול זה, השתמשנו מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטית מצויד קוביית מסנן פלואורסצנטית (ראה טבלת חומרים), מצלמה דיגיטלית, ואת התוכנה המלווה.
מתוך פיסטיל מואבקים עם DMP9KD/HTR10-mrfp נאספו ב 7-8 האפ ו נצפתה.
רוב בעלי התפקידים הכילו שני גרעיני זרע mRFP המסומנים בתווית על תא הביצית (מיקרופיללר בצד) והתא המרכזי (צד הקצה של charazal), בהתאמה (איור 3A), המציין הפריה כפולה מוצ...
HTR10-mRFP תוויות כרומטין אבהי (כלומר, לדמיין גרעיני תא זרע), ואת הדינמיקה הפריה כפולה דווחו7. מיד לאחר שחרורו מצינור אבקה, גרעיני זרע HTR10-mRFP עדיין צפוף. עם זאת, כל גרעין הזרע הוא לפרק עם מיזוג עם הגרעין הנקבי מגיים הנקבה בקאריומיה שלוש עד ארבע שעות לאחר פיוז ' ן קרום ממברנה7
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו נתמכת על ידי החברה היפן לקידום המדע KAKENHI מענק (JP17H05832 T. I.) ועל ידי מימון של תוכנית קידום המחקר בעדיפות אסטרטגית על פיטוכימיקלים הצמח מדעי מולקולרית, אוניברסיטת צ'יבה (יפן).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
BX51 | Olympus | Epifluorescence microscope | |
Cover glass | Matsunami glass | C018181 | |
DMP9KD/HTR10-mRFP | Arabidopsis thaliana, HTR10-mRFP background Takahashi et al. (2018)6 | ||
Double-sided tape | Nichiban | NW-15S | 15 mm width |
DP72 | Olympus | Degital camera | |
Forceps | Vigor | Any No. 5 forceps are available | |
Growth chamber | Nihonika | LPH-411PFQDT-SP | |
HTR10-mRFP | Arabidopsis thaliana, ecotype Columbia-0 (Col-0) background Ingouff et al. (2007)7 | ||
Injection needle | Terumo | NN-2719S | 27 gauge |
Slide glass | Matsunami glass | S9443 | |
SZX9 | Olympus | Dissecting microscope | |
U-MRFPHQ | Olympus | Fluorescence Filter Cube (Excitation: BP535-555, Emission: BA570-625, Dichromatic mirror:DM565) | |
UPlanFL N 40x | Olympus | Objective lens (NA 1.3), oil-immersion | |
UPlanSApo 20x | Olympus | Objective lens (NA0.75), dry |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved