This work was supported by a grant to MEM from the Dept. of Life Sciences and Systems Biology of the University of Turin, Italy. The authors thank G. Gnavi for technical assistance during some experiments. CTR is funded by the Wellcome Trust and the Royal Society (Grant Number 098436/Z/12/Z).

1. הגדרה של סלילי Triaxial הערה: איור 1 מציג את סלילי triaxial משמשים כדי להפוך את GMF. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את מגנטומטר שלושת הצירים, בדיקה שהוכנס לסלילי triaxial. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המחשב ולהפעיל את תוכנת מגנטומטר המאפשרת הנתונים שייגבו ממגנטומטר שלושה צירים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בערכי הרכיב שדווחו על ידי מגנטומטר כדי לחשב את הגודל של GMF. לדוגמא, עם ערכי מגנטומטר: Bx = 6.39 μT, על ידי = 36.08 μT, BZ = 20.40 μT לחשב עוצמת שדה של 41.94 μT באמצעות המשוואה הבאה: B = B + B GMF נוסף, שבו = (BX 2 + B נוסף על ידי 2 + BZ 2) ½ (כלומר, 41.9 μT בדוגמא.) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל שלושה ספקי כוח DC (טווח כפול: 0-8V / 5 א ו0-20V / 2.5A, 50W) כל אחד מחובר לשלוש couples של סלילי הלמהולץ ומחובר למחשב באמצעות חיבור GPIB (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתחי סט של ספקי הכח ליצירת השדה מגנטי הרצוי עם וקטור שדה מגנטי הפוך. לדוגמא, עם B GMF כמו בשלב 1.3 ועם גודל הסליל של המכשור המתואר כאן, להגדיר את המתח לV x = 0.00 V, y V = 30.52 V, Z V = 0.00 V כדי ליצור תוצאה חדשה B = סלילי triaxial B + B = GMF (6.38, -36.08, 20.39) μT. כלומר, שדה חדש עם אותו הגודל כמו B GMF אבל מצביע לכיוון אחר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא תחום החדש עם תוכנת מגנטומטר באמצעות ההליך מתואר ב1.3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף צמחים לשני נורמלים והתהפך תנאי GMF באמצעות צלחות פטרי כפי שתואר בסעיף 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע ניסויי חשיפת זיוף על ידי שמירה על עוצמת השדה שווה ל| B GMF | ושמירההרכיב האנכי של השדה שווה לזה של GMF אבל שינוי הכיוון (כלומר, &quot;צפון, מזרח או מערב&quot;) של הרכיב האופקי של השדה עם זרמים שווים בסלילי triaxial בהשוואה למצב היפוך שדה. עושה זאת על ידי שינוי המתח של הסלילים כמתואר ב 1.5. הערה: חשיפת זיוף זה פוסלה את חימום עדין פוטנציאלי או תופעות רטט משני הסלילים עצמם או מהאלקטרוניקה משמשת לשליטה על הסלילים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל ניסויים כפולים סמיות ידי החלת תנאי שטח התעוורו מאנשי ביצוע שאר הניסויים ו / או לפרש את הנתונים. </li></ol> 2. הכנת צמח חומרים ותנאים לצמיחת צמח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמשו בזרעי thaliana ארבידופסיס, אקוטיפ קולומביה 0 (Col 0), מקום אז לתוך צינור 1.5 מיליליטר ומשטח לעקר על ידי טיפול עם 5% (w / v) פתרון חומצה בורה ושל 0.02% (V / V) טריטון X-100 ב -80% אתנול (EtOH), במשך 10-12 דקות ב25-28 מעלות צלזיוס, עם רעד מתמשך. לאחר מכן לשטוף פעמיים עם 80% EtOH, לשטוף עם 100% EtOH ולבסוף לשטוף עם מים מזוקקים סטריליים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 1 ליטר של Murashige ו -22 Skoog (MS) שונה בינוני על ידי הוספה: 2.297 גרם של MS (0.5 x MS סל תערובת מלח), 10 גרם סוכרוז, מים עד לdeionized L 1, pH 5.8-6.0 מותאמים עם KOH. להוסיף 16 גרם של אגר וחיטוי במשך 20 דקות, 120 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> , לפני ההתמצקות לשפוך 80 מיליליטר של מדיום לכל אחת (120 x 120 מ&quot;מ 2) צלחות פטרי רבועות. לזרוע זרעי שלושים סטרילי על צלחת, ואז לאטום צלחות עם סרט שעווה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Vernalize הצלחות אופקיים בחושך על 4 מעלות צלזיוס למשך 2 ימים כדי להגביר ולסנכרן נביטה, ולאחר מכן לחשוף צלחות פטרי לנורמלים או הפוך GMF. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף זרעים בסביבה מבוקרת אקלים על 22 מעלות צלזיוס במצב אנכי בניסויים מקבילים הן בתוך סלילי triaxial ומחוץ לסלילי triaxialתחת לוח זמנים photoperiod של 8 שעות חושך ואור 16 שעות, באמצעות מנורות אדי נתרן (מ &#39;220 x 10 -6 E -2 s -1). השתמש בסרט כחול ג&#39;לטין לאור זרקורים כדי להפחית את המרכיב האדום של מנורות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף צמחים במשך 10 ימים לפני מיצוי RNA לשניהם רגיל (שליטה) ותנאי GMF היפוך (טיפול). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר חשיפה, לקחת תמונות של צלחות פטרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתוכנת ImageJ לחשב אזורי אורך שורש ועלים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקצרה, למדוד את הצד של צלחת פטרי, לאחר מכן פתח את התמונה של צלחת פטרי ועל ידי שימוש באפשרות הקו &quot;ישר&quot; למתוח קו שבדיוק חוצה את צד הצלחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתפריט &quot;לנתח&quot; בחר &quot;בקנה מידה שנקבע&quot; והכנס את המרחק בפועל בתיבה &quot;מרחק ידוע&quot; (לדוגמא, 120 מ&quot;מ), ואז להכניס את יחידת אורך (מ&quot;מ); לבסוף לחץ על האפשרות &quot;הגלובלית&quot; לעשות הגדרות זמינות עבור כל המדידות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרואורך לא, פעל בזהירות את הצורה של השורש באמצעות הכלי ביד חופשית. מדוד את האורך על ידי שימוש באפשרות &quot;המדד&quot; בתפריט &quot;לנתח&quot;. המשך למדוד את כל השורשים בתמונה ולשמור את הקובץ לניתוחים סטטיסטיים נוספים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאזור עלה, מהתפריט &quot;התמונה&quot; להשתמש באפשרות להתאים ולאחר מכן &quot;סף צבע&quot;. בחר את העלה הבודד ובתפריט &quot;לנתח&quot; בחר &quot;לנתח חלקיקים&quot;. שמור את מדידות פרט לניתוחים סטטיסטיים. </li></ol></li></ol> 3. ארבידופסיס סה&quot;כ RNA הפקה, כמותי בזמן אמת PCR (qPCR) תנאי תגובה וצבעי יסוד לארבידופסיס <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף בנפרד 30 יורה ו -30 שורשים ומייד להקפיא בחנקן נוזלי. אז לטחון בחנקן נוזלי עם מכתש ועלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבודד RNA סך באמצעות ערכת טיהור וערכת טיפול RNase ללא DNase באמצעות manufacturההוראות של ER. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבדוק את האיכות וכמות מדגם באמצעות אלקטרופורזה ערכת ננו RNA וג&#39;ל נימים על פי הוראות יצרן. לאשר את הכימות של RNA spectrophotometrically. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 2 מיקרוגרם של רנ&quot;א הכל ופריימרים אקראיים באמצעות ערכת cDNA ההפוך תמלול להשיג cDNAs הגדיל הראשון על פי המלצות היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את כל הניסויים במערכת בזמן אמת באמצעות אני ירוק SYBR עם רוקס כתקן טעינה פנימי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את התגובה עם 25 μl של התערובת המורכבת של 12.5 μl של 2x SYBR הירוק qPCR מיקס מאסטר, 0.5 μl של cDNA ו -100 ננומטר פריימרים. השתמש בצבעי היסוד המפורטים בטבלה 1. כלול בבקרת בקרות שאינם RT (באמצעות RNA הכולל ללא שעתוק לאחור כדי לפקח על זיהום הדנ&quot;א הגנומי) ובקרות שאינן תבנית (מים במקום תבנית). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב יעילות פריימר לכל זוגות פריימרים באמצעות התקןשיטה עקומה 23. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתנאי PCR הבאים: CRU3, COTP1, RRTF1. 10 דקות ב 95 מעלות צלזיוס, 40 מחזורים של 15 שניות על 95 מעלות צלזיוס, 30 שניות על 58 מעלות צלזיוס, ו30 שניות על 72 מעלות צלזיוס; UBP6, eEF1Balpha2, ACT1, GAPC2, cat3, TAPX, APX1, RbohD, FeSOD1 10 דקות ב 95 מעלות צלזיוס, 40 מחזורים של 15 שניות על 95 מעלות צלזיוס, 20 שניות ב 57 מעלות צלזיוס, ו30 שניות על 72 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קראו הקרינה לאחר כל שלב חישול וסיומת. לכל הריצות, לבצע ניתוח עקום התכת 55-95 מעלות צלזיוס על ידי כולל מגזר דיסוציאציה בפרופיל התרמית. השתמש במסך העקום דיסוציאציה, לגשת דרך כרטיסיית התוצאות כדי להציג את פרופיל הניתוק (חלקה של הקרינה כפונקציה של טמפרטורה). ודא שבסיס הנתונים שנאספו במהלך מגזר הניתוק של הניסוי נבחר לניתוח באמצעות מסך ניתוח / התקנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע lמגוון באוזנו של ריכוז תבנית לערך מחזור סף (ערך CT) על ידי ביצוע סדרה פי עשרה דילול (1 עד 10 3 -fold) באמצעות cDNA משלוש עקירות RNA עצמאיות ניתחו בשלוש חזרות טכניות 24,25. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתח את כל חלקות ההגברה עם תוכנת מכשיר PCR בזמן אמת כדי להשיג ערכי ה- CT. כיול ולנרמל את רמות RNA ביחס לרמת גנים הטובים ביותר המשק כדלקמן: 3.11.1) גש להגברת מגרשי המסך באמצעות כרטיסיית התוצאות, בחר את הרמפה או רמה שלנתונים צריכים להיות מנותחות באמצעות המסך / התקנת ניתוח הבחירה, ולאחר מכן בחר את dRn (הקרינה מנורמלת מתוקן בסיס) מתפריט הקרינה בלוח הפיקוד. גש לפלייט ערכים לדוגמא מסך באמצעות כרטיסיית תוצאות להצגת ערכי ה- CT לבארות שנדגמו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בארבעה גני התייחסות שונים [למשל, דהידרוגנז glyceraldehyde-3-פוספט cytoplasmic, (GAPC2), specif היוביקוויטיןפרוטאז IC 6 (UBP6), Actin1 (ACT1) ואלפא-למקטע גורם התארכות 1B 2 (eEF1Balpha2)] לנרמל את התוצאות בזמן אמת PCR. בחר את הדף המדורג גן באמצעות תוכנת ניתוח 26; ולהשתמש בגן ​​היציב ביותר לנורמליזציה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקצרה, לארגן את נתוני קלט בגיליון Excel עם העמודה הראשונה מכילה את שמות הגן והשורה ראשונה מכילים את מדגם השמות. לאחר מכן בחר את תוכנת ניתוח מהתפריט בר. השתמש בתיבת הדו-שיח כדי לבחור את נתוני הקלט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, בדוק את שדות שמות לדוגמא, שמות גן ופלט פשוט בלבד. לחץ על כפתור Go לבצע הניתוח. בחר את הגן המדורג העליון (שבו יש את הערך הקטן ביותר היציבות) כגן מועמד הביע ביותר ביציבות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתונים עלילה על ידי הצגת שינוי הביטוי פי ההפרש בשני יורה ושורשים. </li></ol> 4. ניתוח סטטיסטי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגעה נתונים כערכים ממוצעים ± סטיית תקן. השווה את שיתוףntrol וקבוצות הטיפול על ידי ביצוע ניתוח שונות (ANOVA) והמבחן של Tukey עם Bonferroni ומבחן דאן-Sidak הסתברות המתואמת (0.95% ביטחון). </li></ol>

<ol>
	<li>Maffei, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+field+effects+on+plant+growth,+development,+and+evolution.">Magnetic field effects on plant growth, development, and evolution.</a> Front. Plant Sci. 5, (2014).</li><li>Occhipinti, A., De Santis, A., Maffei, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetoreception:+an+unavoidable+step+for+plant+evolution.">Magnetoreception: an unavoidable step for plant evolution.</a> Trends Plant Sci. 19 (1), 1-4 (2014).</li><li>Harris, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+magnetic+fields+on+cryptochrome-dependent+responses+in+Arabidopsis+thaliana.">Effect of magnetic fields on cryptochrome-dependent responses in Arabidopsis thaliana.</a> J. Royal Soc. Interf. 6 (41), 1193-1205 (2009).</li><li>Phirke, P. S., Kubde, A. B., Umbarkar, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+magnetic+field+on+plant+growth.">The influence of magnetic field on plant growth.</a> Seed Sci. Technol. 24 (2), 375-392 (1996).</li><li>Abe, K., Fujii, N., Mogi, I., Motokawa, M., Takahashi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+a+high+magnetic+field+on+plant.">Effect of a high magnetic field on plant.</a> Biol. Sci. Space. 11, 240-247 (1997).</li><li>Volpe, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+of+zero-frequency+and+oscillating+magnetic+fields+with+biostructures+and+biosystems.">Interactions of zero-frequency and oscillating magnetic fields with biostructures and biosystems.</a> Photochem. Photobiol. Sci. 2 (6), 637-648 (2003).</li><li>Belyavskaya, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+effects+due+to+weak+magnetic+field+on+plants.">Biological effects due to weak magnetic field on plants.</a> Adv. Space. Res. 34 (7), 1566-1574 (2004).</li><li>Weber Bittl, R., S, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+radical+pairs+studied+by+time-resolved+EPR.">Transient radical pairs studied by time-resolved EPR.</a> Biochim. Biophys. Acta- Bioenerg. 1707 (1), 117-126 (2005).</li><li>Pazur Galland, P., A, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetoreception+in+plants.">Magnetoreception in plants.</a> J. Plant Res. 118 (6), 371-389 (2005).</li><li>Minorsky, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Do+geomagnetic+variations+affect+plant+function.">Do geomagnetic variations affect plant function.</a> J. Atm. Solar-Terrestr. Phys. 69 (14), 1770-1774 (2007).</li><li>Burda Vanderstraeten, J., H, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+magnetoreception+mediate+biological+effects+of+power-frequency+magnetic+fields.">Does magnetoreception mediate biological effects of power-frequency magnetic fields.</a> Sci. Tot. Environ. 417, 299-304 (2012).</li><li>Job, C., Rajjou, L., Lovigny, Y., Belghazi, M., Job, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterns+of+protein+oxidation+in+Arabidopsis+seeds+and+during+germination.">Patterns of protein oxidation in Arabidopsis seeds and during germination.</a> Plant Physiol. 138 (2), 790-802 (2005).</li><li>Wan, L. L., Ross, A. R. S., Yang, J. Y., Hegedus, D. D., Kermode, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorylation+of+the+12+S+globulin+cruciferin+in+wild-type+and+abi1-1+mutant+Arabidopsis+thaliana+(thalecress)+seeds..">Phosphorylation of the 12 S globulin cruciferin in wild-type and abi1-1 mutant Arabidopsis thaliana (thalecress) seeds..</a> Biochem J. 404, 247-256 (2007).</li><li>Sancenon, V., Puig, S., Mira, H., Thiele, D. J., Penarrubia, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+a+copper+transporter+family+in+Arabidopsis+thaliana.">Identification of a copper transporter family in Arabidopsis thaliana.</a> Plant Mol. Biol. 51 (4), 577-587 (2003).</li><li>Foyer, C. H., Karpinska, B., Krupinska, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+functions+of+Whirly1+and+Redox-Responsive+Transcription+Factor+1+in+cross+tolerance+responses+in+plants:+A+hypothesis.">The functions of Whirly1 and Redox-Responsive Transcription Factor 1 in cross tolerance responses in plants: A hypothesis.</a> Philos.Trans.Royal Soc.B-Biol.Sci. 369 (1640), 20130226 (2014).</li><li>Myouga, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+heterocomplex+of+iron+superoxide+dismutases+defends+chloroplast+nucleoids+against+oxidative+stress+and+is+essential+for+chloroplast+development+in+Arabidopsis.">A heterocomplex of iron superoxide dismutases defends chloroplast nucleoids against oxidative stress and is essential for chloroplast development in Arabidopsis.</a> Plant Cell. 20 (11), 3148-3162 (2008).</li><li>Mhamdi, A., Queval, G., Chaouch, S., Vanderauwera, S., Van Breusegem, F., Noctor, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalase+function+in+plants:+a+focus+on+Arabidopsis+mutants+as+stress-mimic+models.">Catalase function in plants: a focus on Arabidopsis mutants as stress-mimic models.</a> J. Exper. Bot. 61 (15), 4197-4220 (2010).</li><li>Bassham Contento, A. L., C, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increase+in+catalase-3+activity+as+a+response+to+use+of+alternative+catabolic+substrates+during+sucrose+starvation.">Increase in catalase-3 activity as a response to use of alternative catabolic substrates during sucrose starvation.</a> Plant Physiol. Biochem. 48 (4), 232-238 (2010).</li><li>Kangasjarvi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diverse+roles+for+chloroplast+stromal+and+thylakoid-bound+ascorbate+peroxidases+in+plant+stress+responses.">Diverse roles for chloroplast stromal and thylakoid-bound ascorbate peroxidases in plant stress responses.</a> Biochem. J. 412, 275-285 (2008).</li><li>Begara-Morales, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+regulation+of+cytosolic+ascorbate+peroxidase+(APX)+by+tyrosine+nitration+and+S-nitrosylation.">Dual regulation of cytosolic ascorbate peroxidase (APX) by tyrosine nitration and S-nitrosylation.</a> J. Exper. Bot. 65 (2), 527-538 (2014).</li><li>Li, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AtrbohD+and+AtrbohF+negatively+regulate+lateral+root+development+by+changing+the+localized+accumulation+of+superoxide+in+primary+roots+of+Arabidopsis.">AtrbohD and AtrbohF negatively regulate lateral root development by changing the localized accumulation of superoxide in primary roots of Arabidopsis.</a> Planta. 241 (3), 591-602 (2014).</li><li>Skoog Murashige, T., F, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+revised+medium+for+rapid+growth+and+bioassays+with+tobacco+tissue+cultures.">A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures.</a> Physiol. Plant. 15, 473-497 (1962).</li><li>Pfaffl, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+mathematical+model+for+relative+quantification+in+real-time+RT-PCR.">A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR.</a> Nuc. Acids Res. 29 (9), (2001).</li><li>Bustin, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+MIQE+Guidelines:+Minimum+Information+for+Publication+of+Quantitative+Real-Time+PCR+Experiments.">The MIQE Guidelines: Minimum Information for Publication of Quantitative Real-Time PCR Experiments.</a> Clin. Chem. 55 (4), 611-622 (2009).</li><li>Phillips, M. A., D'Auria, J. C., Luck, K., Gershenzon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+candidate+reference+genes+for+real-time+quantitative+PCR+of+plant+samples+using+purified+cDNA+as+template.">Evaluation of candidate reference genes for real-time quantitative PCR of plant samples using purified cDNA as template.</a> Plant Mol. Biol. Rep. 27 (3), 407-416 (2009).</li><li>Andersen, C. L., Jensen, J. L., Orntoft, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normalization+of+real-time+quantitative+reverse+transcription-PCR+data:+A+model-based+variance+estimation+approach+to+identify+genes+suited+for+normalization,+applied+to+bladder+and+colon+cancer+data+sets.">Normalization of real-time quantitative reverse transcription-PCR data: A model-based variance estimation approach to identify genes suited for normalization, applied to bladder and colon cancer data sets.</a> Cancer Res. 64 (15), 5245-5250 (2004).</li><li>Tsukaya, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+genetics+of+leaf+morphogenesis+in+dicotyledonous+plants.">Developmental genetics of leaf morphogenesis in dicotyledonous plants.</a> J. Plant Res. 108 (1092), 407-416 (1995).</li><li>Szymanowska-Pulka, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Form+matters:+morphological+aspects+of+lateral+root+development.">Form matters: morphological aspects of lateral root development.</a> Ann. Bot. 112 (9), 1643-1654 (2013).</li><li>Black Bewley, J. D., Seeds, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physiology of development and germination. , (1994).</li><li>Kato-Noguchi, H., Ota, K., Kujime, H., Ogawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+momilactone+on+the+protein+expression+in+Arabidopsis+germination.">Effects of momilactone on the protein expression in Arabidopsis germination.</a> Weed Biol. Manage. 13 (1), (2013).</li><li>Khandelwal, A., Elvitigala, T., Ghosh, B., Quatrano, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arabidopsis+transcriptome+reveals+control+circuits+regulating+redox+homeostasis+and+the+role+of+an+AP2+transcription+factor.">Arabidopsis transcriptome reveals control circuits regulating redox homeostasis and the role of an AP2 transcription factor.</a> Plant Physiol. 148 (4), 2050-2058 (2008).</li><li>Haddad, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen-sensing+mechanisms+and+the+regulation+of+redox-responsive+transcription+factors+in+development+and+pathophysiology.">Oxygen-sensing mechanisms and the regulation of redox-responsive transcription factors in development and pathophysiology.</a> Respirat. Res. 3 (1), (2002).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

לאחרונה הראו כי מתאם מדהים קיים בין היפוכי GMF והזמן שבו הסחת דעת של רוב השושלות משפחתי angiosperm התרחשה 2. עם זאת, למרות השערות המגרה והשפע של מחקרים על ההשפעה של עוצמות GMF מגוונות, בהנחה שההיפוך GMF עלול לגרום לעצמו לשינויים משמעותיים בביטוי גני צמח ומורפולוגיה מעולם לא הפגין. כאן אנו מראים בפעם הראשונה, שיטה המשתמשת בסליל הלמהולץ מתומן triaxial להפוך GMF במעבדה שלנו, ושההיפוך של השדה המגנטי הסביבה יכול לגרום לשינויים ואפנון של ביטוי גנים בצמחי פנוטיפי. על מנת לקבל היפוך GMF (או שינוי) על נפח מספיק לניסויי גידול צמחים (2 x 2 x 2 מ &#39;3), שנבנינו מערכת סליל הלמהולץ מתומן. מערכת זו אינה זמינה באופן מסחרי (בדרך כלל סלילי הלמהולץ טבעת בצורת יותר ויותר)ואת העלויות לבנייה היו ניכרות. חשוב לציין, מערכת זו מספקת שינוי שדה חזק, עם זמן-יציבות יוצאת דופן והומוגניות בשדות המגנטיים שונה. המערכת תוכננה ונבנתה כדי להפחית את הערך של GMF לאלפית התנאים הרגילים או להפוך כל אחד משלושת הממדים של השדה המגנטי. עם זאת, העיצוב של הסלילים אינו מאפשר לייצר עוצמת שדה מגנטית גבוהה. לכן, מכשיר זה במתכונתו הנוכחית אינו מתאים לניסויים שנועדו להעריך את ההשפעה של עוצמת שדה מגנטית גבוהה בצמחים או אורגניזמים אחרים. במעבדה, שינוי של GMF דומה לאלה שתוארו בשיטה זו הושג על ידי שיטות שונות, כולל מיגון על ידי הסובב את האזור הניסיוני על ידי צלחות פרומגנטי מתכת עם חדירות מגנטיות גבוהות, החורגת שדות מגנטיים ולרכז אותם במתכת עצמה. היתרון של שימוש בדואר סלילי הלמהולץ הוא שהמערכת מאפשרת צמחים להיחשף ליותר תנאים טבעיים (אור, זרימת אוויר, וכו &#39;), ובכך הופך אותו אידיאלי לא רק ללימודים במבחנה (כמו בשימוש בצלחות פטרי), אלא גם לin vivo גידול צמחים וניסויי פיתוח. הממדים של המערכת שלנו ליצור מרחב המאפשר דיכוי עד &lt;1 / ה -1,000 של GMF הטבעי לאורך 25 x 25 x 25 סנטימטר 3 נפח כדורי (ראה איור 1 א), ובכך מאפשרים לארח מספר צלחות פטרי או כמה קטנה סירים לגידול צמחים. השיטה המוצגת כאן יושמה ללימודי ביולוגיה צמח; עם זאת, המערכת מאפשרת מגוון רחב של ניסויים, כולל ירולוגיה ומיקרוביולוגיה, כמו גם מחקרים על נמטודות (למשל, elegans Caenorhabditis), פרוקי רגליים ובעלי חיים קטנים (כוללים עכברים וחולדות). לכן, בדיקות של השערת היפוך זה של GMF הוא מסוגלכדי לגרום לשינויים מורפולוגיים ותעתיק גם יכולים להתארך עד רבות מערכות חיים אחרות, אולי סופו של דבר גם לתאים אנושיים. GMF משתנה כל הזמן ומשתנה. לכן, בניסויים שלנו אתגר אחד גדול הוא לספק פיצוי קבוע של GMF על מנת לקבל את ערכי GMF החדשים הרצויים. זו יכולה להיות מושגת רק על ידי שליטה רציפה של ערכי שדות מגנטיים באמצעות קריאה של ערכי מגנטומטר ופיצוי מתח. לכן, המערכת יכולה לפצות חלק משתנה לאט של GMF אבל זה לא עושה כלום לתנודות בתדירות גבוהות יותר. לסיכום, השימוש בסלילי triaxial להפוך את וקטור GMF סייע להוכיח כי היפוך זה של וקטור GMF הוא מסוגל לגרום לשינויים מורפולוגיים צמח וביטוי גני ההפרש. התוצאות שהתקבלו בשיטה שהוצגה לספק ראיות משכנעות לתמיכה בהשערה כי מחדש GMFversals אולי היה אחד הכוחות המניעים להתפתחות צמח על לוחות זמנים גיאולוגיים 2.

השדה המגנטי של כדור הארץ (או באופן שקול השדה המגנטי של כדור הארץ, GMF) הוא גורם סביבתי שאין מנוס לכל יצורי חיים על פני כדור הארץ, ובכלל זה צמחים. GMF תמיד היה תכונה טבעית של כדור הארץ, ולכן במהלך אבולוציה, כל יצורי החיים חוו את פעולתה. גוף הולך וגדל של ראיות מראה כי GMF הוא מסוגל להשפיע על תהליכים ביולוגיים רבים 1. GMF אינו אחיד ויש הבדלים מקומיים משמעותיים בגודל והכיוון שלה על פני השטח של כדור הארץ. GMF בשטח של כדור הארץ מציג מגוון רחב של גדלים, החל מפחות מ -30 μT לכמעט 70 μT. GMF מגן על כדור הארץ והביוספרה מההשפעות הקטלניות של רוח שמש על ידי הסטה ביותר של החלקיקים הטעונים שלה באמצעות המגנטוספירה 2. צמחים מגיבים לגירויים סביבתיים; ותגובות קלאסיות לגורמי א-ביוטי כגון אור וכוח משיכה היו לאתאר horoughly על ידי הגדרת התגובות שפנה אל האור וgravitropic מה שנקרא. מעט מאוד, או לא כלום, ידוע על המנגנונים של תפיסה ותגובות של צמחים לשדות מגנטיים, למרות שפע של מאמרים שפורסמו בנושא זה ולאחרונה בביקורת 1. בניגוד לשדה הכבידה, GMF השתנה באופן עקבי במהלך האבולוציה צמח ובכך מייצג את גורם לחץ אביוטי חשוב שכבר לאחרונה נחשב לכוח מניע פוטנציאל סופו של דבר תורם לגיוון ולשתול התפצלות 2. תהפוכות גאומגנטית (או טיולים) הם שינויים בקוטביות של GMF. במהלך החיים ההיסטוריה של כדור הארץ, היפוכי GMF התרחשו מספר פעמים. אלה חשפו את כדור הארץ לתקופות של כוח GMF המופחת במהלך כל מעבר קוטבי. חלק מהחברים העלו את השערת שתקופות מעברים אלה של כוח GMF הנמוך אולי אפשרו קרינה מייננת מהרוח השמש להגיע אל פני כדור הארץ, וכך גורמותלחץ עקבי באורגניזמים חיים, שיכול היה להיות חזק מספיק כדי לגרום לשינויים גנטיים סופו של דבר מוביל להתפתחות לשתול 2. ניתוח מפורט של ניסויים המתארים את ההשפעות של שדות מגנטיים על צמחים מציג מספר גדול של דיווחים סותרים, המתאפיינים במחסור במנגנוני האינטראקציה biophysical מתקבלים על הדעת. ניסויים רבים הם פשוט לא מציאותיים, בעוד שאחרים חסרי השערה ניתנת לבדיקה וסופו של דבר, אינם משכנע 3. בשנים האחרונות, ההתקדמות ומעמדו של מחקר על ההשפעה של שדות מגנטיים על צמח נבדקו 2,4-11. לאחרונה, את ההשפעה של שדה המגנטי הן נמוך וגבוה כבר דנה ביסודיות 1, עם דגש מיוחד על מעורבותם של אירועי היפוך GMF במפעל אבולוציה 2. האמצעי הישיר ביותר על מנת לבסס את ההשערה כי תהפוכות GMF להשפיע אבולוציה צמח היא לסנתז GMFהיפוך במעבדה על ידי בדיקת התגובה של צמחים לתנאי שדה מגנטיים רגילים והפוכים. כדי לבדוק את ההשערה, שנבנינו לכן מערכת triaxial מתומן הלמהולץ סליל-זוגות שדה מגנטי פיצוי (סלילי triaxial), אשר מסוגל להפוך בצורה מדויקת את תנאי GMF נורמלים. השתמשנו thaliana ארבידופסיס כצמח מודל ובדקנו את ההשפעה של GMF התהפך על ביטוי גנים של כמה גנים חשובים: CRUCIFERIN 3 (CRU3), שמקודדת חלבון אחסון 12S זרע שהוא טירוזין-פוספורילציה ומדינת זירחון שלה היא מווסתת בתגובה לABA בזרעי thaliana ארבידופסיס 12,13; נחושת התחבורה Protein1 (COTP1), שמקודד חלבון superfamily תחבורה כבדה מתכת / ניקוי רעלים עם הפונקציה העיקרית באדמת רכישת Cu ופיתוח אבקת 14; ומגיב תמלול Factor1 חיזור (RRTF1),שמקודד חבר של תת-משפחת B-3 ERF (גורם תגובת אתילן) של משפחה גורם שעתוק ERF / AP2 שמכיל אחד תחום AP2 המאפשר שיתוף ההפעלה סינרגיסטי של מסלולי ביטוי גנים ומעניק סובלנות צלב לאביוטי ויוטיים מדגישים 15. יתר על כן אנחנו גם ניתחנו חמישה גנים המעורבים בתגובות דחק חמצוני: Fe Superoxide Dismutase1, (FSD1), שמקודד אנזים cytoplasmic כי אנזימים ומהירות ממיר את אניון סופראוקסיד (O 2 -) ומים (H 2 O) למי חמצן (H 2 O 2) וחמצן מולקולרי (O 2) 16; Catalase3 (cat3), שמקודד ואנזים שמזרז את הפירוק של H 2 O 2 למים וחמצן 17,18; Thylakoidal Ascorbate Peroxidase (TAPX), שמקודד peroxidase תילקואיד chloroplastic שscavenges H 2 O2 19; Ascorbate Peroxidase1 (APX1), שמקודד peroxidase cytosolic שscavenges H 2 O 2 ומייצג את אחת מהמטרות הפוטנציאליות של שינויים לאחר translational בתיווכו של מולקולות נגזרות-NO 20; וD חלבון מונואמין פרץ הנשימה NADPH- (RbohD) שמקודד אנזים שיוצר O 2 - וממלאים תפקידים מרכזיים בויסות צמיחה, פיתוח ותגובות דחק בארבידופסיס 21. המתודולוגיה שדה-ההיפוך שלנו מספקת את ההוכחה הראשונה שהיפוך GMF יכול לגרום לשינוי משמעותי בביטוי המורפולוגיה וגן של א &#39; שורשי thaliana ויורה. פרוטוקול זה מספק דרך חדשנית כדי להעריך את ההשפעה של היפוך GMF על מורפולוגיה צמח וביטוי גנים וניתן להשתמש בם כדי להעריך את ההשפעה הפוטנציאלית של היפוך GMF בהיבטים אחרים של צמח התנהגות, ובכך להנחות את הדיון בrole של היפוך GMF על התפתחות צמח.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>three-axis magnetometer</td>
			<td>Bartington&#160;</td>
			<td>Mag-03MC</td>
			<td>triaxial fluxgate magnetometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetometer power supply</td>
			<td>Bartington&#160;</td>
			<td>Mag-03PSU</td>
			<td>triaxial fluxgate magnetometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetometer software</td>
			<td>Bartington&#160;</td>
			<td>Mag03DAM</td>
			<td>triaxial fluxgate magnetometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC power supply&#160;</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>E3642A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium hypochlorite&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>211389</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>X100&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>2860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GroLux Sodium vapor lamps&#160;</td>
			<td>OSRAM Sylvania</td>
			<td>600W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNeasy Plant RNA kit&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>74903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase-Free DNase&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>79254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agilent 2100 Bioanalyzer</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>G2938B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop ND-1000&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>not available</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-Capacity cDNA Reverse Transcription Kit&#160;</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td>4368813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mx3000P</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>401512</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2X MaximaTM SYBR Green qPCR Master Mix&#160;</td>
			<td>Fermentas International, Inc</td>
			<td>K0221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P7793-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Murashige and Skoog Basal Medium</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M5519&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish square (120x120)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Z692344&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

geomagnetic field (gmf) and plant evolution: investigating the effects of gmf reversal on arabidopsis thaliana development and gene expression

אחת תצפיות המגרה ביותר באבולוציה צמח הוא מתאם בין המופע של שדה המגנטי של כדור הארץ (GMF) היפוכים (או טיולים) וברגע של הקרינה של מכוסי זרע. זה הוביל להשערה כי שינויים בקוטביות GMF עשויים לשחק תפקיד בהתפתחות צמח. כאן, אנו מתארים שיטה כדי לבדוק השערה זו על ידי חשיפת thaliana ארבידופסיס להתהפך באופן מלאכותי תנאי GMF. אנחנו השתמשנו במגנטומטר שלושה צירים ונתונים שנאספו שמשו לחישוב הגודל של GMF. שלושה ספקי כוח DC היו קשורים לשלושה זוגות סליל הלמהולץ ונשלטו על ידי מחשב כדי לשנות את תנאי GMF. צמחים גדלו בצלחות פטרי נחשפו לשני נורמלים והתהפכו תנאי GMF. ניסויי חשיפה שאם גם בוצעו. צמחים חשופים צולמו במהלך הניסוי ותמונות נותחו כדי לחשב אורך שורש ואזורי עלה. רנ&quot;א הכל ארבידופסיס הופק וכמוניTime-PCR האמיתי (qPCR) ניתוחים בוצע על ביטוי גנים של CRUCIFERIN 3 (CRU3), protein1 תחבורת נחושת (COTP1), חיזור Responsive תמלול Factor1 (RRTF1), פה Superoxide Dismutase 1,, Catalase3 (cat3) (FSD1), Thylakoidal Ascorbate Peroxidase (TAPX), Ascorbate cytosolic Peroxidase1 (APX1), ו- D NADPH / נשימה חלבון מונואמין הפרץ (RbohD). ארבעה גני התייחסות שונים נותחו לנרמל את תוצאות qPCR. הכי טוב של ארבעה גנים נבחר והגן היציב ביותר לנורמליזציה היה בשימוש. הנתונים שלנו מראים בפעם הראשונה שיש היפוך קוטביות GMF באמצעות סלילי triaxial השפעות משמעותיות על גידול צמחים וביטוי גנים. זה תומך בהשערה כי היפוך GMF תורם לגרימת שינויים בהתפתחות צמח שעשוי להצדיק לחץ סלקטיבי גבוהה יותר, סופו של דבר מוביל לעמהאבולוציה Lant.

המטרה של פרוטוקול זה היא לספק שיטה להעריך אם היפוך של השדה המגנטי של כדור הארץ (GMF) עשוי להשפיע על התפתחות צמח וביטוי גנים של 0. סלילי Triaxial Col אקוטיפ thaliana ארבידופסיס כפי שמוצג באיור 1 א משמש כדי להפוך את GMF כאשר קבוצה עם המתחים המתאימים כונן (איור 1), שהושג כמתואר בשלב 1.5 בפרוטוקול. הממדים של סלילי triaxial הם ~ 2 x 2 x 2 מ &#39;3, אשר אפשרו מספיק מקום עם תנאי GMF הפוכים לארח כמה צלחות פטרי. בקרות גדלו באותם תנאים סביבתיים ובערכי GMF נורמלים. לאחר 10 ימים של חשיפה לנורמלית והתהפכו תנאי GMF, הפנוטיפ של צמחים הראה שינויים מורפולוגיים ברורים. כפי שניתן לראות באיור 2, צמחי שליטה (כלומר, גדלו בתנאים נורמלים GMF) הראו אורכי שורש עם Prob באופן משמעותי (מותאם דאן-Sidak וBonferroni &lt;0.001;לא של התלמיד = 10.68, df = 31) ערכים גבוהים יותר (29.41 מ&quot;מ; SEM = 1.04; N = 32) ביחס לצמחים שנחשפו לGMF ההפוך (17.53 מ&quot;מ; SEM = 0.58; N = 36). בצמחים הפוכים-GMF, המורפולוגיה של יורה הייתה גם שינתה על ידי הצגת פיתוח מופחת של הרחבת עלון. צמחים שנחשפו לתנאים נורמלים הראו אזור עלה ממוצע של 4.95 מ&quot;מ 2 = &lt;0.001 (SEM 0.025, N = 54), ואילו צמחים שנחשפו לתנאי GMF הפוכים הראו באופן משמעותי (מותאם דאן-Sidak וBonferroni Prob; t של הסטודנט = 31.32, df = 53 ערכים) עלה נמוך אזור (3.71 מ&quot;מ 2; SEM = 0.032; N = 54). לכן, חשיפה של ארבידופסיס לתנאי GMF הפוכים מושרה הפחתה באורך השורש ואזור עלה. הרחבת העלה וצמיחת שורש תלויה בשני האגפים וההתארכות של תאים 27. לכן, התפתחות צמח, את הפרודוקטיביות ואת כושר כללי תלויות בארכיטקטורת שורש מערכת shoot- ואופטימלית &lt;sup&gt; 28. גודל אורך שורש ועלים המופחת של צמחים שנחשפו לתנאי GMF התהפכו להעיד על הנוכחות של מערכת חישה מסוגל לקלוט שינויים בעוצמת שדה מגנטי לא רק, אלא גם להגיב לשינויים ב&quot; הכיוון &quot;שדה המגנטי בהשוואה לכוח המשיכה. ההשערה כי היפוך GMF עשוי להשפיע גידול צמחים מוצאת ראיות משכנעות בניסויים שלנו, שמראים כי תנאי היפוך GMF יכולים להשפיע על התפתחות צמח באופן משמעותי. השינויים מורפולוגיים גם לוו בשינויים בביטוי גנים. בין גני משק בית, הגן היציב ביותר היה התארכות הגורם 1B אלפא למקטע 2. הקבוצה הראשונה של גנים (CRU3, COTP1, RRTF1) הראתה שינוי דרמטי בביטוי גנים (איור 3). לירות ביטוי של כל שלושת גנים הוגדל באופן משמעותי (P &lt;0.05) בכ 2.5 פי בצמחים חשופים למילואיםתנאי GMF ד. ביטוי שורש CRU3 היה שהוגברו בשורשים בצמחים שנחשפו לתנאי GMF נורמלים, אבל היה באופן משמעותי (P &lt;0.05) downregulated בתנאי GMF הפוכים. ההפך נמצא עבור COTP1 וRRTF1, שdownregulated בתנאים נורמלים ושהוגבר בנוכחות היפוך GMF (איור 3). Cruciferin (גלובולין S 12) הוא חלבון אחסון הנפוץ ביותר בזרעים של א thaliana וcrucifers האחר והוא מסונתז כמבשר בreticulum endoplasmic הגס. זה מועבר לאחר מכן לvacuoles אחסון חלבון 13. שתיל נביטה דורש הפירוט של cruciferin, המשמש כמקור ראשוני של חנקן. דאון-הרגולציה של cruciferin השפלה מפחית פיתוח עוברים על ידי פגיעה מבני תא או רכיבי תא פיתוח 29,30. התוצאות שלנו מראות שגברת ביטוי של CRU3 בקורלציה עםהתרחבות נמוכה עלה ואורך שורש מופחת, ובכך מצביע על כך שהגן הזה ברגישות להיפוך GMF וכי ביטוי יתר שלה עשוי לתרום להפחתה של התפתחות צמח. יתר על כן, היפוך GMF גורם downregulation משמעותי של CRU3 בשורשים, אשר בקורלציה עם אורך שורש מופחת. נחושת היא קו-פקטור חיוני לתהליכי מפתח בצמחים, אבל זה מפעיל השפעות מזיקות כאשר עודף; כך, ביתר תחבורת נחושת פוגע גידול צמחים. ההשפעה של היפוך GMF הייתה ביטוי יתר משמעותי של COTP1 בשני יורה ושורשים, דבר המסבירה את גידול צמחים המופחת. לחץ יון פוגע חילוף חומרים הכלורופלסט, אשר קשור בחוזקה למדינת חיזור של התא. בארבידופסיס RRTF1 גורם השעתוק חשוב לביטוי של גנים הקשורים ליכולת להתאים לחיזור משתנה 31. לכן, כאשר צמחים נחשפים לגירויים חיצוניים יכולים לשנות התפתחות הפיזיולוגית ותוכניות אל ביטוי יתר של גורם שעתוק חשוב זה צפוי. היפוך של GMF מושרה ביטוי יתר משמעותי של RRTF1 בשני יורה ושורשים, ובכך מצביע על תגובות חמצון גבוהות יותר לחץ של צמחים לתנאי GMF הפוכים. תוצאות מעניינות מתקבלות על ידי ניתוח גני חמישה מעורבים בסטרס החמצונים. באופן כללי, כל הגנים שחולצו ונותחו ביורה לא הראו הבדלים משמעותיים (P&gt; 0.05) כאשר צמחים גודלו בתנאים רגילים או הפוך GMF (איור 4 ואיור 5). עם זאת, את תקנה משמעותית תמיד נצפתה בשורשים של צמחים שנחשפו לתנאי GMF הפוכים. בפרט, cat3 הראה downregulation הגבוה ביותר (איור 5), ואחריו לפי סדר downregulation ידי APX1, FSD1, RBOHD וTAPX (איור 4). סובלנות צלב<html> מתח ביוטיים ויוטיים מסופק על ידי ההפעלה של גנים שונים המעורבים בכמה מסלולים ביוכימיים. גורם שעתוק RRTF1 מאפשר שיתוף ההפעלה סינרגיסטי של ביטוי גנים של מסלולים אלה 15,31, ויכול להיות מעורב פוטנציאליים בסטרס החמצונים 32. לכן, גברת ביטוי של RRTF1 צפוי כאשר הדחה חמצן מופחתת. Downregulation של אנזימי הדחה שורש בקורלציה עם גברת הביטוי של RRTF1, הפועל בתגובה לסטרס חמצונים מוגברים. Downregulation השורש הדרמטי של cat3, APX1 וTAPX מציין את היכולת המופחתת של תאי שורש כדי לחפש H 2 O 2, אשר מלווה ביכולת המופחת dismutate אניון סופראוקסיד ידי downregulation של FSD1. תגובות דחק חמצוני היא גבוהות יותר בשורשים, שנראה כאתר העיקרי של תפיסת GMF הפוכה. GE = &quot;תמיד&quot;&gt; <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53286/53286fig1.jpg" /> מערכת תגמול שדה המגנטית של כדור ארץ באיור 1.. () סלילי triaxial (הכוללים זוג סלילי מתומן לכל אחד משלושה צירים מאונכים) משמשים כדי להפוך את וקטור השדה המגנטי של כדור הארץ. (ב) אספקת חשמל מבוקר מחשב מחוברת לכל זוג סלילי הלמהולץ. (מתחים בנתונים אלה הם שרירותיים) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53286/53286fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53286/53286fig2.jpg" /> איור 2. השפעת היפוך שדה מגנטי של כדור ארץ על מורפולוגיה ארבידופסיס. אחרי עשרה ימים של חשיפה, צמחי שליטה (כלומר, אלו שנחשפו לתנאי GMF רגילים) מראים אורך שורש גדול יותר באופן משמעותי ויותר Expanעלוני ded בהשוואה לצמחים שנחשפו לתנאי GMF הפוכים. בר מטרי = 18 מ&quot;מ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53286/53286fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53286/53286fig3.jpg" /> איור 3. השפעות של היפוך שדה המגנטי של כדור ארץ על ביטוי גני ארבידופסיס. אחרי עשרה ימים של חשיפה, RNA הכולל של שליטה וצמחים שטופלו הופק ונותח על ידי Real-Time PCR לניתוח ביטוי. ההשפעה של היפוך של GMF הייתה לגרום לשינוי דרסטי בביטוי גנים של כל הגנים שנבדקו CRU3, Cruciferin 3;. COTP1, נחושת התחבורה Protein1; RRTF1, חיזור תמלול Factor1 מגיב. ברים מצביעים שגיאה סטנדרטית; כוכביות מציינת (P &lt;0.05) הבדלים משמעותיים בין plנמלים נחשפו לתנאי GMF הפוכים ונורמלים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53286/53286fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53286/53286fig4.jpg" /> איור 4. השפעות של היפוך שדה המגנטי של כדור ארץ על ביטוי גנים הקשורים לנוגד חמצון ארבידופסיס. אחרי עשרה ימים של חשיפה, RNA הכולל של שליטה וצמחים שטופלו מבודד ומועסקים לניתוח ביטוי גנים באמצעות Real-Time PCR. ההשפעה של היפוך של GMF הייתה לגרום לשינויים משמעותיים בביטוי גנים לירות; עם זאת, downregulation דרסטית נצפה בביטוי גני שורש של צמחים הגדלים בתנאי GMF הפוכים TAPX, Peroxidase Ascorbate Thylakoidal;. APX1, Ascorbate Peroxidase1; FSD1, פה Superoxide Dismutase1; RbohD, NA. DPH / D חלבון הנשימה פרץ מונואמין ברים מצביעים שגיאה סטנדרטית; כוכביות מצביעות על הבדלים (P &lt;0.05) משמעותיים בין הצמחים שנחשפו לתנאי GMF התהפכו ונורמלים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53286/53286fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/53286/53286fig5.jpg" /> איור 5. השפעות של היפוך השדה המגנטי של כדור הארץ בארבידופסיס Catalase 3 ביטוי (cat3) גן. אחרי עשרה ימים של חשיפה, RNA הכולל של שליטה וצמחים שטופלו מבודד ומועסקים לניתוח ביטוי גנים באמצעות Real-Time PCR. ההשפעה של היפוך של GMF הייתה לגרום לשינויים משמעותיים בביטוי גנים לירות; עם זאת, downregulation דרסטית נצפה בביטוי גני שורש של צמחים הגדלים בתנאי GMF הפוכים. ברים מצביעים Erro הסטנדרטיr; כוכביות מצביעות על הבדלים (P &lt;0.05) משמעותיים בין הצמחים שנחשפו לתנאי GMF התהפכו ונורמלים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53286/53286fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Geomagnetic Field Gmf and Plant Evolution: Investigating the Effects of Gmf Reversal on Arabidopsis thaliana Development and Gene Expression at JoVE.com

Geomagnetic Field Gmf and Plant Evolution: Investigating the Effects of Gmf Reversal on Arabidopsis thaliana Development and Gene Expression

This protocol describes a method to test the hypothesis that the reversal of the effective geomagnetic field (GMF) induces differential gene expression and alters the morphology of Arabidopsis thaliana. A triaxial octagonal system of Helmholtz coil-pairs was used to artificially generate reversed GMF conditions in the plant growth chamber.

גאומגנטית שדה (GMF) וצמח אבולוציה: לחקור את ההשפעות של ביטול GMF ב<em&gt; Thaliana ארבידופסיס</em&gt; ביטוי פיתוח וג&#39;ין

One of the most stimulating observations in plant evolution is a correlation between the occurrence of geomagnetic field (GMF) reversals (or excursions) ...

geomagnetic-field-gmf-plant-evolution-investigating-effects-gmf

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Geomagnetic Field (Gmf) and Plant Evolution: Investigating the Effects of Gmf Reversal on Arabidopsis thaliana Development and Gene Expression

13.0K Views.  University of Turin. This protocol describes a method to test the hypothesis that the reversal of the effective geomagnetic field (GMF) induces differential gene expression and alters the morphology of Arabidopsis thaliana. A triaxial octagonal system of Helmholtz coil-pairs was used to artificially generate reversed GMF conditions in the plant growth chamber.

Video: Geomagnetic Field Gmf and Plant Evolution: Investigating the Effects of Gmf Reversal on Arabidopsis thaliana Development and Gene Expression

Culture of Embryonic Mouse Cochlear Explants and Gene Transfer by Electroporation

Auditory hair cells located within the mouse organ of Corti detect and transmit sound information to the central nervous system. The mechanosensory hair cells are aligned in one row of inner hair cells and three rows of outer hair cells that extend along the basal to apical axis of the cochlea. The explant culture technique described here provides an efficient method to isolate and maintain cochlear explants from the embryonic mouse inner ear. Also, the morphology and molecular characteristics of sensory hair cells and nonsensory supporting cells within the cochlear explant cultures resemble those observed in vivo and can be studied within its intrinsic cellular environment. The cochlear explants can serve as important experimental tools for the identification and characterization of molecular and genetic pathways that are involved in cellular specification and patterning. Although transgenic mouse models provide an effective approach for gene expression studies, a considerable number of mouse mutants die during embryonic development thereby hindering the analysis and interpretation of developmental phenotypes. The organ of Corti from mutant mice that die before birth can be cultured so that their in vitro development and responses to different factors can be analyzed. Additionally, we describe a technique for electroporating embryonic cochlear explants ex vivo which can be used to downregulate or overexpress specific gene(s) and analyze their potential endogenous function and test whether specific gene product is necessary or sufficient in a given context to influence mammalian cochlear development1-8.

We present a method that describes isolation and culture of cochlear explants from embryonic mouse inner ear. We also demonstrate a method for gene transfer into cochlear explants via square-wave electroporation. The in vitro explant culture coupled with gene transfer technique enables researchers to study the effects of altering gene expression during development.

תרבות של עוברי Explants שבלול העכבר וג&#39;ין העברה על ידי Electroporation

Auditory hair cells located within the mouse organ of Corti detect and transmit sound information to the central nervous system. The mechanosensory hair ...

Adenoviral Gene Therapy for Diabetic Keratopathy: Effects on Wound Healing and Stem Cell Marker Expression in Human Organ-cultured Corneas and Limbal Epithelial Cells

The goal of this protocol is to describe molecular alterations in human diabetic corneas and demonstrate how they can be alleviated by adenoviral gene therapy in organ-cultured corneas. The diabetic corneal disease is a complication of diabetes with frequent abnormalities of corneal nerves and epithelial wound healing. We have also documented significantly altered expression of several putative epithelial stem cell markers in human diabetic corneas. To alleviate these changes, adenoviral gene therapy was successfully implemented using the upregulation of c-met proto-oncogene expression and/or the downregulation of proteinases matrix metalloproteinase-10 (MMP-10) and cathepsin F. This therapy accelerated wound healing in diabetic corneas even when only the limbal stem cell compartment was transduced. The best results were obtained with combined treatment. For possible patient transplantation of normalized stem cells, an example is also presented of the optimization of gene transduction in stem cell-enriched cultures using polycationic enhancers. This approach may be useful not only for the selected genes but also for the other mediators of corneal epithelial wound healing and stem cell function.

An example of adenoviral gene therapy in the human diabetic organ-cultured corneas is presented towards the normalization of delayed wound healing and markedly reduced epithelial stem cell marker expression in these corneas. It also describes the optimization of this process in stem cell-enriched limbal epithelial cultures.

תרפיה adenoviral ג&#39;ין עבור סוכרתית keratopathy: השפעות על ריפוי פצע גזע ביטוי נייד מרקר ב קרניות אדם איברים בתרבית תאים לימבלית אפיתל

The goal of this protocol is to describe molecular alterations in human diabetic corneas and demonstrate how they can be alleviated by adenoviral gene ...

Embryo Microinjection and Electroporation in the Chordate Ciona intestinalis

Simple model organisms are instrumental for in vivo studies of developmental and cellular differentiation processes. Currently, the evolutionary distance to man of conventional invertebrate model systems and the complexity of genomes in vertebrates are critical challenges to modeling human normal and pathological conditions. The chordate Ciona intestinalis is an invertebrate chordate that emerged from a common ancestor with the vertebrates and may represent features at the interface between invertebrates and vertebrates. A common body plan with much simpler cellular and genomic composition should unveil gene regulatory network (GRN) links and functional genomics readouts explaining phenomena in the vertebrate condition. The compact genome of Ciona, a fixed embryonic lineage with few divisions and large cells, combined with versatile community tools foster efficient gene functional analyses in this organism. Here, we present several crucial methods for this promising model organism, which belongs to the closest sister group to vertebrates. We present protocols for transient transgenesis by electroporation, along with microinjection-mediated gene knockdown, which together provide the means to study gene function and genomic regulatory elements. We extend our protocols to provide information on how community databases are utilized for in silico design of gene regulatory or gene functional experiments. An example study demonstrates how novel information can be gained on the interplay, and its quantification, of selected neural factors conserved between Ciona and man. Furthermore, we show examples of differential subcellular localization in embryonic cells, following DNA electroporation in Ciona zygotes. Finally, we discuss the potential of these protocols to be adapted for tissue specific gene interference with emerging gene editing methods. The in vivo approaches in Ciona overcome major shortcomings of classical model organisms in the quest of unraveling conserved mechanisms in the chordate developmental program, relevant to stem cell research, drug discovery, and subsequent clinical application.

Embryo Microinjection and Electroporation in the Chordate Ciona intestinalis

We present transient transgenesis and gene knockdown in Ciona intestinalis, a chordate sister group to vertebrates, using microinjection and electroporation techniques. Such methods facilitate functional genomics in this simple invertebrate that features rudimentary characteristics of vertebrates, including notochord and head sensory epithelia, and many orthologs of human disease associated genes.

העובר Microinjection ו Electroporation ב chordate<em&gt; Ciona intestinalis</em

Simple model organisms are instrumental for in vivo studies of developmental and cellular differentiation processes. Currently, the evolutionary distance ...

A Simple Chamber for Long-term Confocal Imaging of Root and Hypocotyl Development

Several aspects of plant development, such as lateral root morphogenesis, occur on time spans of several days. To study underlying cellular and subcellular processes, high resolution time-lapse microscopy strategies that preserve physiological conditions are required. Plant tissues must have adequate nutrient and water supply with sustained gaseous exchange but, when submerged and immobilized under a coverslip, they are particularly susceptible to anoxia. One strategy that has been successfully employed is the use of a perfusion system to maintain a constant supply of oxygen and nutrients. However, such arrangements can be complicated, cumbersome, and require specialized equipment. Presented here is an alternative strategy for a simple imaging system using perfluorodecalin as an immersion medium. This system is easy to set up, requires minimal equipment, and is easily mounted on a microscope stage, allowing several imaging chambers to be set up and imaged in parallel. In this system, lateral root growth rates are indistinguishable from growth rates under standard conditions on agar plates for the first two days, and lateral root growth continues at reduced rates for at least another day. Plant tissues are supplied with nutrients via an agar slab that can be used also to administer a range of pharmacological compounds. The system was established to monitor lateral root development but is readily adaptable to image other plant organs such as hypocotyls and primary roots.

Presented here is a simple technique for high-resolution confocal time-lapse imaging of root and hypocotyl development for up to 3 days using high numerical-aperture objectives and perfluorodecalin as an immersion medium.

חדר פשוט עבור לטווח ארוך הדמיה confocal של שורש ו היפוקוטיל פיתוח

Several aspects of plant development, such as lateral root morphogenesis, occur on time spans of several days. To study underlying cellular and ...

A Method for Characterizing Embryogenesis in Arabidopsis

Given the highly predictable nature of their development, Arabidopsis embryos have been used as a model for studies of morphogenesis in plants. However, early stage plant embryos are small and contain few cells, making them difficult to observe and analyze. A method is described here for characterizing pattern formation in plant embryos under a microscope using the model organism Arabidopsis. Following the clearance of fresh ovules using Hoyer's solution, the cell number in and morphology of embryos could be observed, and their developmental stage could be determined by differential interference contrast microscopy using a 100X oil immersion lens. In addition, the expression of specific marker proteins tagged with Green Fluorescent Protein (GFP) was monitored to annotate cell identity specification during embryo patterning by confocal laser scanning microscopy. Thus, this method can be used to observe pattern formation in wild-type plant embryos at the cellular and molecular levels, and to characterize the role of specific genes in embryo patterning by comparing pattern formation in embryos from wild-type plants and embryo-lethal mutants. Therefore, the method can be used to characterize embryogenesis in Arabidopsis.

A Method for Characterizing Embryogenesis in Arabidopsis

This protocol outlines a method for observing embryogenesis in Arabidopsis via ovule clearance followed by the inspection of embryo pattern formation under a microscope.

שיטת אפיון מופרה ב תודרנית

Given the highly predictable nature of their development, Arabidopsis embryos have been used as a model for studies of morphogenesis in plants. However, ...

In Vitro Ovule Cultivation for Live-cell Imaging of Zygote Polarization and Embryo Patterning in Arabidopsis thaliana

In most flowering plants, the zygote and embryo are hidden deep in the mother tissue, and thus it has long been a mystery of how they develop dynamically; for example, how the zygote polarizes to establish the body axis and how the embryo specifies various cell fates during organ formation. This manuscript describes an in vitro ovule culture method to perform live-cell imaging of developing zygotes and embryos of Arabidopsis thaliana. The optimized cultivation medium allows zygotes or early embryos to grow into fertile plants. By combining it with a poly(dimethylsiloxane) (PDMS) micropillar array device, the ovule is held in the liquid medium in the same position. This fixation is crucial to observe the same ovule under a microscope for several days from the zygotic division to the late embryo stage. The resulting live-cell imaging can be used to monitor the real-time dynamics of zygote polarization, such as nuclear migration and cytoskeleton rearrangement, and also the cell division timing and cell fate specification during embryo patterning. Furthermore, this ovule cultivation system can be combined with inhibitor treatments to analyze the effects of various factors on embryo development, and with optical manipulations such as laser disruption to examine the role of cell-cell communication.

In Vitro Ovule Cultivation for Live-cell Imaging of Zygote Polarization and Embryo Patterning in Arabidopsis thaliana

This manuscript describes an in vitro ovule cultivation method that enables live-cell imaging of Arabidopsis zygotes and embryos. This method is utilized to visualize the intracellular dynamics during zygote polarization and the cell fate specification in developing embryos.

במבחנה ביצית טיפוח עבור Live-תא הדמיה של הזיגוטה קיטוב והמתבנת העובר ב תודרנית לבנה

In most flowering plants, the zygote and embryo are hidden deep in the mother tissue, and thus it has long been a mystery of how they develop dynamically; ...

Assessment of the Effects of Endocrine Disrupting Compounds on the Development of Vertebrate Neural Network Function Using Multi-electrode Arrays

Bis-phenols, such as bis-phenol A (BPA) and bis-phenol-S (BPS), are polymerizing agents widely used in the production of plastics and numerous everyday products. They are classified as endocrine disrupting compounds (EDC) with estradiol-like properties. Long-term exposure to EDCs, even at low doses, has been linked with various health defects including cancer, behavioral disorders, and infertility, with greater vulnerability during early developmental periods. To study the effects of BPA on the development of neuronal function, we used an in vitro neuronal network derived from the early chick embryonic brain as a model. We found that exposure to BPA affected the development of network activity, specifically spiking activity and synchronization. A change in network activity is the crucial link between the molecular target of a drug or compound and its effect on behavioral outcome. Multi-electrode arrays are increasingly becoming useful tools to study the effects of drugs on network activity in vitro. There are several systems available in the market and, although there are variations in the number of electrodes, the type and quality of the electrode array and the analysis software, the basic underlying principles, and the data obtained is the same across the different systems. Although currently limited to analysis of two-dimensional in vitro cultures, these MEA systems are being improved to enable in vivo network activity in brain slices. Here, we provide a detailed protocol for embryonic exposure and recording neuronal network activity and synchrony, along with representative results.

Exposure to environmental toxins can acutely impact developing embryos. Endocrine disrupting chemicals such as bisphenols are known to adversely affect the nervous system. Here we describe a protocol using an in vitro vertebrate (chick embryo) neuronal network model to study the functional impact of toxin exposure on early embryos.

הערכת ההשפעה של משבשי תרכובות על הפיתוח של רשת עצבית חוליות הפונקציה באמצעות אלקטרודה מרובה מערכים

Bis-phenols, such as bis-phenol A (BPA) and bis-phenol-S (BPS), are polymerizing agents widely used in the production of plastics and numerous everyday ...

Whole-mount Clearing and Staining of Arabidopsis Flower Organs and Siliques

Due to its formidable tools for molecular genetic studies, Arabidopsis thaliana is one of the most prominent model species in plant biology and, especially, in plant reproductive biology. However, plant morphological, anatomical, and ultrastructural analyses traditionally involve time-consuming embedding and sectioning procedures for bright field, scanning, and electron microscopy. Recent progress in confocal fluorescence microscopy, state-of-the-art 3-D computer-aided microscopic analyses, and the continuous refinement of molecular techniques to be used on minimally processed whole-mount specimens, has led to an increased demand for developing efficient and minimal sample processing techniques. In this protocol, we describe techniques for properly dissecting Arabidopsis flowers and siliques, basic clearing techniques, and some staining procedures for whole-mount observations of reproductive structures.

Whole-mount Clearing and Staining of Arabidopsis Flower Organs and Siliques

In this protocol, we describe techniques for the proper dissection of Arabidopsis flowers and siliques, some basic clearing techniques, and selected staining procedures for whole-mount observations of reproductive structures.

כולה-הר ניקוי, כתמים של תודרנית פרח איברים, Siliques

Due to its formidable tools for molecular genetic studies, Arabidopsis thaliana is one of the most prominent model species in plant biology and, ...

Laser Capture Microdissection of Mouse Embryonic Cartilage and Bone for Gene Expression Analysis

Laser capture microdissection (LCM) is a powerful tool to isolate specific cell types or regions of interest from heterogeneous tissues. The cellular and molecular complexity of skeletal elements increases with development. Tissue heterogeneity, such as at the interface of cartilaginous and osseous elements with each other or with surrounding tissues, is one obstacle to the study of developing cartilage and bone. Our protocol provides a rapid method of tissue processing and isolation of cartilage and bone that yields high quality RNA for gene expression analysis. Fresh frozen tissues of mouse embryos are sectioned and brief cresyl violet staining is used to visualize cartilage and bone with colors distinct from surrounding tissues. Slides are then rapidly dehydrated, and cartilage and bone are isolated subsequently by LCM. The minimization of exposure to aqueous solutions during this process maintains RNA integrity. Mouse Meckel&rsquo;s cartilage and mandibular bone at E16.5 were successfully collected and gene expression analysis showed differential expression of marker genes for osteoblasts, osteocytes, osteoclasts, and chondrocytes. High quality RNA was also isolated from a range of tissues and embryonic ages. This protocol details sample preparation for LCM including cryoembedding, sectioning, staining and dehydrating fresh frozen tissues, and precise isolation of cartilage and bone by LCM resulting in high quality RNA for transcriptomic analysis.

This protocol describes laser capture microdissection for the isolation of cartilage and bone from fresh frozen sections of the mouse embryo. Cartilage and bone can be rapidly visualized by cresyl violet staining and collected precisely to yield high quality RNA for transcriptomic analysis.

לכידת לייזר מיקרו חיתוך של העכבר סחוס ועצם עבור ניתוח ביטוי גנים

Laser capture microdissection (LCM) is a powerful tool to isolate specific cell types or regions of interest from heterogeneous tissues. The cellular and ...

Translating Ribosome Affinity Purification (TRAP) to Investigate Arabidopsis thaliana Root Development at a Cell Type-Specific Scale

In this article, we give hands-on instructions to obtain translatome data from different Arabidopsis thaliana root cell types via the translating ribosome affinity purification (TRAP) method and consecutive optimized low-input library preparation.
As starting material, we employ plant lines that express GFP-tagged ribosomal protein RPL18 in a cell type-specific manner by use of adequate promoters. Prior to immunopurification and RNA extraction, the tissue is snap frozen, which preserves tissue integrity and simultaneously allows execution of time series studies with high temporal resolution. Notably, cell wall structures remain intact, which is a major drawback in alternative procedures such as fluorescence-activated cell sorting-based approaches that rely on tissue protoplasting to isolate distinct cell populations. Additionally, no tissue fixation is necessary as in laser capture microdissection-based techniques, which allows high-quality RNA to be obtained.
However, sampling from subpopulations of cells and only isolating polysome-associated RNA severely limits RNA yields. It is, therefore, necessary to apply sufficiently sensitive library preparation methods for successful data acquisition by RNA-seq.
TRAP offers an ideal tool for plant research as many developmental processes involve cell wall-related and mechanical signaling pathways. The use of promoters to target specific cell populations is bridging the gap between organ and single-cell level that in turn suffer from little resolution or very high costs. Here, we apply TRAP to study cell-cell communication in lateral root formation.

Translating Ribosome Affinity Purification TRAP to Investigate Arabidopsis thaliana Root Development at a Cell Type-Specific Scale

Translating ribosome affinity purification (TRAP) offers the possibility to dissect developmental programs with minimal processing of organs and tissues. The protocol yields high-quality RNA from cells targeted with a green fluorescent protein (GFP)-labeled ribosomal subunit. Downstream analysis tools, such as qRT-PCR or RNA-seq, reveal tissue and cell type-specific expression profiles.

מתרגם הריבוכמה אהדה לטיהור (מלכודת) כדי לחקור את התפתחות השורש של הספר הבסיסי בקנה מידה ספציפי לסוג תא

In this article, we give hands-on instructions to obtain translatome data from different Arabidopsis thaliana root cell types via the translating ribosome ...