Name: analysis of arabidopsis thaliana growth behavior in different light qualities
Uploaded: 2018-02-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 34 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Arabidopsis thaliana Growth Behavior in Different Light Qualities at JoVE.com

F.S. 인정이 연구의 부분을 통해 Rhenac 그린 Tec AG에서 지원 합니다. 제와 B.B. DFG (SFB TR175)에서 자금을 받았다.

이 프로토콜에는 A. thaliana 식물의 성장 행동을 분석 하는 방법의 몇 가지 예제가 있습니다.
1입니다. 준비
<ol><li>시작 하기 전에, 얼마나 많은 식물 실험의 신뢰할 수 있는 통계 분석 하 고 필요한 것입니다 그리고 다음 냄비의 적절 한 금액을 준비에 대 한 주의 깊은 계획을 확인 합니다. 참고: 항상 일부 씨앗 발 아 하지 수 가능성에 대 한 허용.</li>
	<li>다른 개별적으로 프로그래밍 가능 LED 수준의 기후 챔버를 사용 하 여 동일한 일반적인 환경 조건 (자료 테이블)에서 식물 성장 비교.</li>
</ol>2. 식물 성장 및 LED 조명의 설정
<ol><li>6 x 7 cm 화분 토양의 (따라서 다른 조건 및 돌연변이 분석) 적절 한 수를 준비 하 고 그들의 각 하나의 씨를 설치. 참고:이 경우에, 조건 당 36 식물 했다 뿌려.</li>
	<li>4 ° c.에 2 일 vernalize</li>
	<li>설정 상대적 공기 습도 65%와 온도를 22 ° C/16 ° C 16 h 하루 / 8 h 밤 주기. 모든 레벨 200 µ M/c m2/s1의 강렬의 빛을 조정 합니다. 이렇게 기후 상공 회의소의 전면에 터치 스크린을 통해 프로그램에 각각 값을 입력 합니다. 표 1에 제공 된 4 개의 다른 가벼운 질을 비교 하려면 다음 매개 변수를 Led를 설정 합니다.</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Identifyier</td>
			<td>395 nm [%]</td>
			<td>440 nm [%]</td>
			<td>3 K [%]</td>
			<td>660 nm [%]</td>
			<td>770 nm [%]</td>
		</tr>
<tr>
<td>"햇빛"</td>
			<td>100</td>
			<td>11</td>
			<td>100</td>
			<td>15</td>
			<td>100</td>
		</tr>
<tr>
<td>빨간색과 파란색 (RB)</td>
			<td>100</td>
			<td>15</td>
			<td>25</td>
			<td>10</td>
			<td>100</td>
		</tr>
<tr>
<td>파랑 (B)</td>
			<td>100</td>
			<td>15</td>
			<td>25</td>
			<td>2</td>
			<td>25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Red (R)</td>
			<td>90</td>
			<td>2</td>
			<td>25</td>
			<td>10</td>
			<td>100</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: Led에서 방출 하는 가벼운 강렬의 구성
<ol start="4"><li>스펙트럼 출력, 예를 들어 기본 제공 보정된 분석기를 사용 하 여 모니터링 합니다.</li>
	<li>다른 수준에 기후 챔버에 식물을 배치 하 고 발달된 cotyledons 표시 될 때까지 투명 한 탑으로 덮여 유지. 식물은 충분히 물을 뿌린 다는 것을 확인 하십시오.</li>
	<li>모니터와 문서 식물 눈으로 그리고 자주, 예: 2 일 마다 선택한 조건에서 얼마나 빨리 식물 성장에 따라 적절 한 사진으로. 카메라와 모든 사진에 대 한 개체 사이 동등한 거리를 확인 하 고 그로 인하여 비교를 사용 하는 카메라 삼각대를 사용 해야 합니다. 경우 적절 한 눈금 막대를 사용 합니다. 참고: 용어 DAS (파 종 후 일) vernalization를 포함 한 씨의 실제 설치를 말합니다.</li>
</ol>3입니다. PSII의 결정
<ol><li>펄스 변조 fluorimeter를 사용 합니다. 설정 적절 한 거리에서 카메라 머리를 공장에서 완전 한 장미 라이브 윈도우에서 볼 수 있습니다.</li>
	<li>소프트웨어 시작에 "선택 단위" 창이 나타납니다. "미니" 및 다음 "ok."를 체크 다음 팝업 창에서 "파란" 색을 선택 합니다. 클릭 "ok." 참고: 펄스 변조 형광 빛 측정은 자동으로 전환 됩니다. 모니터에서 이미지 창이 나타납니다 형광 매개 변수 Ft를 보여주는. 카메라 아래에 배치 하는 식물 이제 오렌지를 이미지로 볼 수 있습니다.</li>
	<li>이미지를 집중 하는 식물의 특정 영역을 선택, "라이브 비디오" 박스에 체크 함으로써 라이브 비디오를 전환 하 고 대물 렌즈의 조정 링을 설정 합니다. 라이브 비디오 창 오른쪽 상단에 있는 종료 상자를 클릭 하 여 종료 합니다.</li>
	<li>광합성 매개 변수를 측정, 관심 (아오이)의 영역을 정의 합니다. 기본 설정을 사용 하 여이 자동으로 화면에 나타나는 원입니다. 그것의 옆에 빨간색 상자가 아오이 내의 모든 픽셀의 평균된 피트 값을 나타냅니다. 오른쪽 패널에서 다른 형태를 사용할 수 있는 아오이 상자에서 선택 하 여 적절 한 아오이 정의 합니다. 아오이 탭에서 "추가"를 클릭 하 고 리프 지역 내 원 장소. 잎 당 5 회를 반복 한다.</li>
	<li>제조업체 (표 2)에서 제공 하는 기본 값 (오른쪽 탭) 설정을 유지 합니다.</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>측정 빛</td>
			<td>Int.</td>
			<td>주파수</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>행동. 빛</td>
			<td>Int.</td>
			<td>너비</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>8</td>
			<td>0</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>이미지 수정</td>
			<td>미니</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>이미지 변환</td>
			<td>배터리</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>16.7V</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>이득</td>
			<td>5</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>댐핑</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>토 펄스</td>
			<td>Int.</td>
			<td>아니요</td>
			<td>간격 s</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1</td>
			<td>30</td>
		</tr>
<tr>
<td>천천히 유도</td>
			<td>지연 s</td>
			<td>시계 s</td>
			<td>기간 s</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>40</td>
			<td>20</td>
			<td>315</td>
		</tr>
<tr>
<td>Absortivity</td>
			<td>빨간 이득</td>
			<td>빨간 강도</td>
			<td>NIR 강도</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>340</td>
			<td>25</td>
			<td>13</td>
		</tr>
<tr>
<td>디스플레이</td>
			<td>색</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>추 신: 제한</td>
			<td>50</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Inh입니다. 참고. 아오이</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Fm 요소 (진드기)</td>
			<td>1,030</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
</tbody></table>표 2: PAM 측정 제조 업체에 의해 제공에 대 한 기본 설정.
<ol start="6"><li>형광 분석 (채도 펄스)를 냉각 하 여 광합성 매개 변수 측정을 수행 하는 saturating 라이트 플래시를 적용 합니다. 그 전에, dark-adapted 식물의 최소 및 최대 형광 수확량을 측정 하 여 냉각 계수를 결정 합니다. 이 위해, (예를 들면 서랍 또는 어두운 상자) 몇 분 동안 어둠 속에서 공장을 놓습니다. 다음 카메라 머리 아래 공장, 확인란을 측정 및 ML (빛) 측정, 이미지 선택 "Fv/Fm"는 원으로를 클러킹 하 여 행 아래에 놓고 Fo, Fm 화면 하단의 클릭 합니다. 참고: Fo/Fm dark-adapted 식물의 PSII 수익률을 나타냅니다. 따라서, 그것은 빛을 적용 한 후 측정 정규화 된 값입니다. 현재 Fo/Fm 측정 새 레코드 활성화 될 때까지 유지 됩니다. 모든 F와 Fm' 채도 펄스에 의해 결정 값 Fo/Fm 관련 및 냉각 매개 변수 따라 계산 됩니다.</li>
	<li>보고서 탭에서 이러한 결과 찾아서 확인란 모든 오른쪽에 실험 (예관련 된. Y(II), qP, qN, 등).</li>
	<li>분석 소프트웨어 예를 결과 내보냅니다. 왼쪽된 상단에 있는 내보내기 버튼을 클릭 하 여 및 적절 한 파일 이름 저장 합니다. 잎 당 적어도 5 개의 AOIs를 생성 하 고 동일한 식물의 여러 가지 잎을 측정 (잊지 마세요 곧 어두운 각 측정 후 다시 공장을 적응), 한 상태에서 몇 가지 식물 뿐만 아니라 있는 다음 통계적으로 평가.</li>
	<li>통계 분석에 대 한 평균값 및 표준 편차에서에서 생성 모든 AOIs 모든 적어도 3 개의 독립적인 식물 포인트/조건 시간 하 고 학생의 t-테스트 데이터는 중요 한12평가를 수행. 데이터는 p-값이 0.05 이하로 크게 다른 것으로 평가 됩니다.</li>
</ol>4입니다. Stomata 밀도의 결정
<ol><li>수집 3 완전히 확장 장미 잎 조건 당 3 개별 공장에서 엽록소를 추출 하 고 유리 페 트리 접시에 70% 에탄올으로. 하룻밤 실 온 이나 4 ° c.에가 게에서이 용 매에 품 어</li>
	<li>안료에서 전체 클리어런스 chloral 하이드 레이트 솔루션에서 품 어 (chloral 하이드 레이트: 물: 글리세롤 = 8: 2: 1 w/v/w) 단풍이 완전히 흰색 나타날 때까지.</li>
	<li>40 X 확대에서 미분 간섭 현미경 검사 법 (DIC) 이미지의 abaxial 표면을 가져가 라. Stomata 시야에 고 ² 당 stomata 눈금 막대의 도움으로 추정. 조건 당 단풍 4 적어도 위한이 절차를 반복 합니다. 한 조건의 모든 잎에 대 한 평균 값을 계산 하 여 통계 분석을 수행 하 고 평균 오차를 계산 하는이.</li>
</ol>5입니다. 신선한 무게의 결정
<ol><li>면도날으로 조건 당 6 개의 식물에서 근 엽에서 자루를 포함 한 모든 잎을 제거 합니다. 즉시 모든 잎 무게 있으며 데이터 통계 분석을 위에서 설명한 대로.</li>
</ol>6입니다. 장미 잎 지역 결정
<ol><li>조건 당 8 개의 식물에서 그림을 사용 하 여 리프 영역을 그래픽으로 분석. 하나의 이미지에서 한 조건에 대 한 그림을 결합 하 고 *.jpeg으로 저장 또는 *.tiff.</li>
	<li>적절 한 소프트웨어 (자료 테이블)를 다운로드 합니다. 참고: 그것은, 물론,이 작업을 수행할 수 있는 다른 프로그램을 적용 하입니다.</li>
	<li>이미지 파일을 엽니다. 선택 도구 "무료 손을 선택." 잎을 자루의 한 장미를 포함 하 여 둘러싸십시오 "분석-측정 설정된" 클릭 "영역", "최소 및 최대 회색 값"을 체크 하 고 "통합된 밀도," 및 "평균 회색 값입니다." 적절 한 소수 장소, 최고의 2 또는 3을 선택 하 고 클릭 하십시오 "확인."</li>
	<li>M m를 픽셀 대신2 "규모 설정" 명령을 사용 합니다. 이미지의 눈금 막대에서 계산 다음 비율 설정 대화 상자를 열고이 정의 된 거리 및 단위를 입력 하기 쉽게 떠나 직경 예: 알려진된 거리에 해당 하는 라인 선택 하도록 직선 선택 도구 적용 측정입니다. 그런 다음 돌아가서 "분석" 하 고 "측정"을 클릭</li>
	<li>새로운 창이 권리 "결과" 현재 장미에 대 한 관련 데이터를 포함 하는 나타납니다. 이미지에서 모든 식물을 가진이 절차를 반복 하 고 Ctrl + M 모든 새로운 공장에 대 한 측정 영역을 초기화 합니다. 참고: 겹치지 않는 잎을 가진 작은 식물에 대 한 "선택 도구"는 빠르고 쉽게 과정을 만들기 위해 사용할 수 있습니다. 잎 서로 취재 시작,이 도구는 신뢰할 수 있는 결과 제공 하지 않습니다.</li>
	<li>또는, 모든 잎을 잘라 고 개요 그림 반입할 수 있습니다 및 다음 선택 도구를 사용 하 여 방법에 그들을 배치 합니다. 고려 때이 메서드를 사용 하 여 더 많은 식물 필요는.</li>
	<li>"파일"-"다른 이름으로 저장" 결과 창에서 컴퓨터 디렉터리에 적절 한 파일 이름 및 위치를 생성 하 고. Excel 형식으로 파일을 자동으로 저장 됩니다.</li>
</ol>7입니다. RNA의 준비
<ol><li>모든 조건에 대 한 10 개의 개별 공장에서 3 샘플을 수확. 공장 제조 업체의 지침에 따라 RNA 추출 키트를 사용 하 여 전체 RNA를 추출 합니다. bioanalyzer을 사용 하 여 RNA 농도, 순도, 및 무결성을 확인 합니다. RNA 다음 예: RNASeq13여 qRT-PCR 또는 유전자 표정 분석 같은 다운스트림 응용 프로그램에 사용할 수 있습니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Arabidopsis Genome Initiative. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+genome+sequence+of+the+flowering+plant+Arabidopsis+thaliana.">Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana.</a> Nature. 408 (6814), 796-815 (2000).</li><li>An, G., Watson, B. D., Chiang, C. 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저자는 공개 없다.

식물 성장을 공부 하는 첫 번째 단계는 원하는 조건에 따라 기후 챔버 설정 합니다. 이것은 쉽게 (그림 1A) 해당 소프트웨어의 프로그램 마스크에 모든 변수를 입력 하 여 이루어집니다. 이 단계에서 많은 수정 빛 체제 또는 온도 변경 하 여 구현할 수 있습니다. 온도, 습도, 조명 조건 (그림 2) 실험을 망치고에서 기술적인 실패를 방지 하기 위해 지속적으로 모니터링 해야 합니다. 이것은 재현 가능한 결과 얻기위한 중요 한 포인트 이다. 이 설정 많은 변수를 제공 하 고 유연 하 게 조정 될 수 있다, 그것은 한계가 있다. 현재 사용할 수 있는 LED 조명은 백 % 햇빛을 모방 수 없습니다 그리고 기후 챔버 내부 기후 조건 결코 완전 하 게 반영 하 고 있습니다 외부15일어나.
널리 사용에 비해 형광 전구 LED 빛은 더 다재 다능 한, 더 적은 에너지를 필요로 하 고 거의 아니 열 방사선 표시. 이러한 장점을 기후 챔버와 Led16온실 장비 실내 농업의 큰 산업을 이끌어 왔습니다. 이 분야에서 보고 거 대 한 성공을 고려 LED 기술을 확실 하 게 많은 더 많은 애플 리 케이 션을 찾을 것입니다.
표현 형을 관찰 하 고 특히 고려 하는 것이 중요 하다 잎 면적의 결정에 대 한 이전 식물에 있는 잎 오버랩 (그림 3). 따라서, 전체 근 엽의 그래픽 평가 정확 하 경향이 있다. 이 경우, 그것은 훨씬 더 정확 하 게 하 고 거기에서 모든 잎을 잘라입니다.
성장 행동의 평가 성장 및 다른 조건 하에서 개발의 차이 특히 충분 한 샘플 크기에 따라 달라 집니다. 이 연구에서 6 식물 예: 광합성 수확량 (그림 5), 신선한 무게 (그림 7)의 결정에 대 한 사용 되 고 보장 하기 위해 연구의 시작에서 리프 지역 (그림 8A) 하지만 30 개별 씨앗 심어 그 첫 번째, 충분 한 씨앗 발 아 하 고 둘째, "전형적인" 식물의 선택 할 수 있다. 동일한 인구, 즉 정확한 동일한 조건 하에서 동일한 트레이 단일 냄비에 공장 내 에서도 다양 한 고기를 보여주었다. 이 다음 과정에 반영 됩니다 표준 편차 통계 분석 중 하지만 데이터의 해석 때 일반적으로 더 신뢰할 수 있는 작은 통계 오류 (그림 8B) 관찰 된다.
여러 매개 변수에 대 한 PAM (그림 4, 그림 5)에 의해 광합성 성능 측정을 할 수 있습니다. 이 경우에, 초점은 PSII 수율 예를 들어 Y(II)에 했지만 그것은 또한 예를 들어 비 광화학 냉각, 레 귤 레이트 및 비 레 귤 레이트 된 에너지 소비 또는 빛 면제의 양자 수율을 확인할 수 있습니다. 여기 잎 잎 표면에 균등 하 게 분산 당 적어도 5 개의 AOIs를 선택 하 고 다음 다른 식물에서 적어도 6 개의 잎을 측정 하는 중요 한. 이 방법의 단점은 PSI에 어떤 영향을 감지할 수 없습니다; 그 목적을 위해 다른 장비는 필요 하다.

애기 thaliana 십년 이상에 대 한 분자의 식물 연구의 모델 생물 되었습니다. 여러 특성에 게 브라 시카 가족의 작은 대표가 유전과 분자 연구를 위한 이상적인 후보자: 그것은 단지 5 개의 염색체 (24 염색체를 가진 예를 들면 Nicotiana tabacum 에 비해) 상대적으로 작은 게놈과 그것의 게놈 20001에 시퀀싱 완전히 했다. A. thaliana Agrobacterium 감염2 로 쉽게 유전자 변형 수 이며 심지어는 최신 유전 같은 도구 CRISPR/Ca3의무가 있습니다. 비록 작은, 성장 주기는 물질의 높은 금액 필요한 생화학 실험 가능 하 게 충분히 빨리 이다. 식물과 성장 한 천 배지 또는 토양에도 액체 문화4으로 경작 될 수 있다. 애기 는 기후 상으로 제어 찬 장, 예: 퍼시벌에서에서 성장 될 수 있다 기후 챔버 또는 온실에서. 성장 동작을 비교 하 고 분석 하는 돌연변이의 고기 수 재현 하 고 같은 시간 유연한 성장 조건5에서 제공 하는 중요 한입니다. 과학적 문제를 해결 하는 것입니다 따라 하나 다른 온도 일정 조명 조건, 다양 한 빛 농도 또는 동일한 온도에 다른 빛 질 수도 있습니다. 빛은 식물 성장에 매우 중요 한 매개 변수 그리고 그 영향력은 종종 다양 한 접근6공부. 재현성 및 comparability 얻은 데이터의 안정적인 출력을 보장 하 여 광원의 동일한 종류를 적용할 결정적 이다.
나트륨 수증기 또는 형광 램프를 만족 식물의 성장을 촉진 하지만 몇 가지 단점이 온실 및 기후 챔버에 일반적인 광원에 의하여 이루어져 있다. 첫째, 그들은 강도 뿐만 아니라 품질 (자신의 관측)에 스펙트럼 출력을 변경 하는 시간이 지나면서 나이. 그러나,만 강도 빛 품질에 변화를 수 들 키 지 하지만 여전히 상당한 효과 지속적으로 모니터링 일반적으로 이다. 둘째, 두 가지 유형의 램프 열 생성 높은 가벼운 강렬에 자체 식물 성장에 심오한 생리 적 영향이 고 어떤 종속 효과 마스크 수 있습니다. 셋째, 이러한 광원의 스펙트럼 출력 이며 불변 자연 햇빛7와 달리 꽤. Led의 경우 이러한 단점 극복 했습니다)8,9,,1011. 그들은 긴 수명을 방출에서 거의 어떤 변경으로도 매우 높은 가벼운 강렬에 폐 열을 생산 하지 않습니다 그리고 그들은 매우 유연 그들의 스펙트럼 출력에 관한.
여기 우리는 빨강, 파랑 및 백색 빛에 대 한 별도 LED 조명을 갖춘 기후 챔버를 설정 하 고 식물의 성장 시간이 지남에 따라 다른 매개 변수를 수행 하는 방법을 보여 줍니다. 우리는 신선한 무게, 잎 지역, stomata 밀도, 그리고 광합성 성능을 측정합니다. 같은 시간에 제대로 통계 평가를 설정의 중요성을 설명 합니다.

<table><tbody><tr><td>Climatic chamber equipped with LED panels</td><td>Rhenac Green Tec AG</td><td></td><td>These chambers are custom made.</td></tr><tr><td>Spectrometer&amp;nbsp;</td><td>OceanOptics</td><td>USB-650</td><td></td></tr><tr><td>Imaging PAM</td><td>Walz</td><td>IMAGING-PAM M-Series</td><td>There are several suitable models depending on the broader use.</td></tr><tr><td>Microscope+ 40x objective</td><td>Leica&amp;nbsp;</td><td>DM1000</td><td>Other companies also produce suitable microscopes.</td></tr><tr><td>Software ImageJ</td><td></td><td></td><td>Free download from website</td></tr><tr><td>Plant RNA extraction kit</td><td>Qiagen</td><td>74903</td><td></td></tr><tr><td>Bioanalyser</td><td>Agilent</td><td>G2939BA</td><td>Needs an additional computer</td></tr></tbody></table>

analysis of arabidopsis thaliana growth behavior in different light qualities

식물 생물학 그들의 선택한 종족의 성장 동작을 관찰 해야 하는 경우가 종종. 이 위해, 식물 지속적인 환경 및 안정적인 조명 조건, 다른 설정을 연구 실시 될 수 있도록 가급적 수량 및 품질에 변수는 필요 합니다. 이러한 요구 사항은 갖춘 빛 발광 다이오드 (LED) 조명-형광등-달리 설정 될 수 있는 다른 파장을 기후 챔버에 의해 충족 됩니다. Led는 에너지 절약 및 방출 거의 열 빛 농도 에서도 종종 다른 광원으로 문제를 구성. 제시 프로토콜 가변 LED 조명 장착으로 성장 고기의 심층 분석에 대 한 몇 가지 방법을 설명 기후 챔버를 프로그래밍 하는 방법에 대 한 단계별 지침을 제공 합니다. 실험 설정에 따라 성장 하는 식물의 다양 한 특성 관찰 하 고 분석 될 수 있습니다. 여기는 신선한 무게, 잎 지역, 광합성 활동, stomatal 조밀도 결정 하는 방법에 설명 합니다. 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 하 고 통계적 평가 대 한 개인의 충분 한 번호를 사용 하는 유효한 결론을 설명 합니다. 높은 통계 오류에 분석 결과의이 종류에 대 한 몇 가지 식물을 복용 하 고 결과적으로 데이터의 더 적은 명확한 해석에서.

관찰 및 분석 식물의 성장과 특히 고기 돌연변이 식물에서의 안정적이 고 재현 가능한 환경 조건에 의존합니다. 이러한 기후 실에서 제공 될 수 있습니다. 수량을 빛 특히 품질은 비판적으로 고용된 광원 LED 조명에 의해 제공 된이 연구에는에 따라 달라 집니다.
그림 1 은 LED 패널을 갖춘 기후 챔버의 예가 나와 있습니다. 그림 1A 는 모든 기후 및 조명 상태를 조정할 수 있습니다 제어판의 화면을 보여 줍니다. 24 시간 이내 20 다른 시간 프레임을 설정할 수 있습니다. 이 예제에서는 16 빛/8 h 어두운 긴 하루 조건 프로그램 되어 있다. 이 챔버는 식물 성장에 4 개의 다른 가벼운 설정 정확 하 게 동일한 환경 조건 하에서 공부 될 수 있다 따로따로 프로그램 될 수 있는 4 개의 레벨을 갖추고 있습니다. 수준 왼쪽 위 기술적으로 가능한 만큼 햇빛을 흉내 낸 스펙트럼 출력 설정, 상단 오른쪽 수준 대표 상승 레드 (660 nm)와 라이트 블루 (440 nm) 하얀 빛 (3k) 감소. 왼쪽된 하위 수준 높은 푸른 빛을 주로 붉은 빛을 낮은 오른쪽 수준 설정 했다. 그림 1B (중간 패널)에 대 한 개요와 해당 확대/축소 기능 (외부 작은 패널)로 서 다른 설정에서 Led를 보여 줍니다. 빛 자질에 차이 눈으로 쉽게 볼 수 있습니다.
Inbuilt 분석기 지속적으로 측정, 모니터링, 고 스펙트럼 출력을 조정 합니다. 그림 2 상단 왼쪽된 수준에서 1.1, 태양 빛을 모방 하기 위해 설정 된 스펙트럼을 보여준다. 표준 형광 전구에 비해 자외선과 파란 빛의 부분 많은 더 높은7이다.
A. thaliana 의 예를 들어 그림 3 식물은 모든 4 개의 조건 10, 13, 17 일, 각각, 묘사는 파 종 후. 모든 식물은 삼각대에 카메라를 장착 하 여 같은 거리에서 촬영 했다. 눈금 막대는 1 cm를 나타냅니다. 10 일 후, 크기 또는 색상 별로 차이 분별 수 있습니다, 하지만 후 17 일 빨간 불빛 아래 빠른 성장을 분명 합니다. 이 시각적 분석 뿐만 아니라 여러 가지 생리 적 분석을 수행 했다.
그림 4 팸 측정의 다른 단계 분석 예: 광합성 능력을 따릅니다. 그림 4A 에서 라이브 비디오의 화면에 표시 됩니다, 초점으로 공장을 데 려에 대 한 설정입니다 측정의 최적의 품질을 보장. 전체 식물에 초점을, 대신 하나 분석을 단일 잎을 선택할 수도 있습니다. 그림 4B 실제 측정을 시작 하기 전에 현재 형광 수확량 dark-adapted 식물의 보여 줍니다. 이 경우 관심 (AOIs)의 5 개의 원형 영역 선정 됐다. 각 아오이 옆에 빨간 상자에 있는 숫자는 직접 테이블의 형태로 저장 될 수 있는 숫자 결과 제공 합니다. 광합성 매개 Fo의 측정을 시작, Fm 설정 해야 합니다. 이렇게 후 피트의 화면 그림 4C에 그려져 있습니다. Note는 지금 버튼 "Fo, Fm" 더 이상 활성화 하지 않습니다. 새로운 측정을 시작, "새로운 기록" 이전 정규화를 지우려면 클릭 해야 합니다. 마지막으로, 그림 4D saturating 빛 펄스 ("토-펄스")를 주고 효과적인 PSII 양자 수율 Y(II)를 보여 줍니다. 모범적인 데이터의 정량화는 그림 5에 표시 됩니다. 200 µ M/c m2/s1 (그림 5A)에 햇빛에서 성장 된 식물은 각각 12, 21, 28 일 파 종, 후 분석 되었다. 우리의 데이터 PSII 수율은 12 일 보다 3 주 동안 성장 식물에서 잎에 상당히 높은 보여줍니다. 28 12 일 사이의 차이점은 아직도 중요 한, 하지만 p-값이 큽니다. 그림 4B, 다른 빛 자질에서 2 주 동안 성장 하는 식물에서 PSII 수익률 비교 되었다. 흥미롭게도, 푸른 빛의 높은 부분을 포함 하는 빛의 밑에 영구 성장을 PSII의 상당히 큰 항복 이끌어 낸다. 풍부한 붉은 빛 아래에서 재배 하는 식물에 대 한 비슷한 효과 관찰 했지만 증가 약간 낮은.
다른 빛 질 효과 stomata 개발14에 표시 했다. 따라서, stomatal 밀도 조사 했다. 그림 6 에서는 색소 추출 후 잎 모양을 보여 줍니다. 단일 표 피 세포는 잘 구분할 수 있습니다, 그리고 stoma 쉽게 계산 하실 수 있습니다. 그림에서 개별 stomata는 별표로 표시 됩니다. 다른 조명 설정에서 식물의 stomatal 조밀도 대 한 자세한 데이터 다른9를찾을 수 있습니다.
육안 검사 (그림 3) 신선한 무게 제공 성장 발전의 좋은 측정을 합니다. 이 예제에서 후 파 종, 8, 10, 그리고 12 일 후 각각, "햇빛"에서 성장 된 식물에서 잎 무게 했다. 이러한 데이터의 통계적 평가 그림 7에서 볼 수 있습니다. 예상 했던 대로, 신선한 무게는 시간이 증가 합니다.
신선한 무게, 외 잎 지역 성장 위한 좋은 측정 이다. 여기, 공장 개발 (그림 8A) 파 종 후 10, 13, 17 일에서 뒤를 이었다. 6 개별 공장 신뢰할 수 있는 통계 자료를 정기적으로 평가 했다. 높은 샘플 크기의 중요성을 보여, 각각, 2 및 6 개의 식물 분석에서 평균 값의 백분율 오차 계산 되었다 (그림 8B). 즉, 평균 값에 대 한 표준 편차 비율 결정 했다. 작은 샘플 크기를 경우 오류 5-10% 보다 더 높은 샘플 크기의 경우는 매우 분명 하다. 평가 되는 식물의 수를 늘림으로써 오류 최소화할 수 있습니다, 훨씬 명확 하 게 데이터를 해석 하 게 하.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig1.jpg"> 그림 1: 다른 빛 질 Led에 의해 제공 됩니다. A) LED 챔버의 컨트롤 패널에서 화면 캡처. 하루 길이 16 h (오른쪽 상단)에 설정 되 고 빛의 강도 200 µmol c m-2의 -1로 설정 됩니다. 빛 품질은 모든 4 개 수준에 다른: 1.1으로 가능한 기술적으로 햇빛에 비슷한 스펙트럼을 나타냅니다, 1.2 나타내는 빨간색과 파란색 파장 (RB) 빛의 높은 백분율, 2.1은 주로 파란색 (B), 2.2 대표 주로 빨간색 설정 빛 (R)입니다. B) 중간 패널; 모든 레벨에 대 한 개요를 보여 줍니다 외부 패널 높은 줌에서 개별 레벨을 보여줍니다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig2.jpg"> 그림 2: 시뮬레이션된 햇빛 설정에서 파장 스펙트럼. 1.1 수준 배치 했다 LED 챔버에 inbuilt 분석기에서 화면이 표시 됩니다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig3.jpg"> 그림 3: 주 발전 공장. 대표 A. thaliana 10, 13, 17 DAS에서 모든 4 개의 조명 조건에서 식물. 식물은 삼각대에 디지털 반사 카메라와 함께 촬영 했다. 눈금 막대는 모든 이미지에 대 한 1 cm를 나타냅니다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig4.jpg"> 그림 4: A. thaliana 식물의 팸 측정의 대표적인 단계에서 스크린샷. A) 이미지 초점을 조정 될 수 있다 "비디오 라이브" 보기에서 화면 캡처. B) 어떤 광 펄스의 응용 프로그램 전에 현재 형광 항복 피트. C) Fo/변조가의 설정 후 현재 형광 항복 피트 D) saturating 빛 펄스를 설정한 후 효과 PSII 양자 수율. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig5.jpg"> 그림 5: 효과 PSII 양자 수율 (YII)의 그래픽 표현. A) 에서 데이터 식물 파 종 후 12, 21, 28 일 및 성장된 미만 200 µ / cm2/s1 시뮬레이션된 태양 빛 아래에서 ("햇빛") 팸 분석 대상이 통계적으로 평가 했다. 5 일 당 5 개의 AOIs의 평균 값은입니다. 1 별표 나타냅니다 p-값이 상당한 차이 < 하루 12, 그리고 두 개의 별표 표시는 p-값이 매우 중요 한 차이에 비해 0.05 < 학생의 t-검정에 따라 0.02. B) 블루 200 µ / cm2 /s1 시뮬레이션된 햇빛 (SL), 아래 풍성 하 게 자란 식물 (B) 또는 빨간색 (R)에서 데이터 빛, 각각 통계적으로 평가 했다. 5 일 당 5 개의 AOIs의 평균 값은입니다. "햇빛"에 비해 상당한 차이 계산
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig6.jpg"> 그림 6: A. thaliana 잎의 abaxial 측에 stomata의 대표 이미지. 잎 위에서 설명한 대로 준비 하 고 시각적으로 DIC 설정 40 X 확대 가벼운 현미경 분석 했다. Stomata 조건 당 최소 4 잎의 가시 영역에 계산 됩니다. 그림이는 현미경 tubus에 연결 된 디지털 카메라와 함께 찍은. ² 당 stomata의 수는 눈금 막대의 도움으로 계산 됩니다. 별 하나의 stoma를 나타냅니다. 눈금 막대 나타냅니다 200 µ m. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig7.jpg"> 그림 7: A. thaliana 식물에 성장에서 신선한 무게의 그래픽 표현을 시뮬레이션 햇빛/200 µ / cm2/s1. 장미 잎 10, 그리고 12 일 파 종 후 8, 식물에서 절단 했다. 하루 6 식물에서 mg에 평균값 묘사 된다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig8.jpg"> 그림 8: A. thaliana 잎 지역 다른 조명 조건 하에서 성장 된 식물에서의 통계 평가. A) A. thaliana 10, 13, 17 일에 대 한 성장에서 리프 지역 ImageJ와 n 에서 데이터 그래픽 결정 했다 6 = 식물 통계적으로 평가 했다. 각 조건에서 모든 6 개의 근 엽에서 리프 지역 정리 되었고 평균 값을 6으로 나눈. 이 값과 표준 편차를 계산 하 고이 오차 막대에 의해 표시 됩니다. B) 잎 지역 ImageJ와 중 n 에서 데이터 그래픽 결정 했다 = 2 또는 n = 6 식물, 각각, 패널 A. 설명한 대로 통계적으로 분석 되었다 다음 평균 값의 %에서 오류 계산 하 고 그래픽으로 묘사 했다. N 의 분석에서 백분율 오류를 표시 하는 녹색 막대 = 6, n 에서 바 블루 = 2 식물. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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Analysis of Arabidopsis thaliana Growth Behavior in Different Light Qualities

여기, 우리는 식물 성장 행동과 특히 고기를 공부 하 고 재현 가능한 방식에 대 한 프로토콜을 제시. 우리는 변수와 같은 시간 안정적인 조명 조건에서 제공 하는 방법을 보여줍니다. 적절 한 분석은 충분 한 샘플 번호 및 유효한 통계 평가에 따라 달라 집니다.

다른 빛 자질에 애기 thaliana 성장 행동의 분석

Plant biologists often need to observe the growth behavior of their chosen species. To this end, the plants need constant environmental and stable light ...

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18.8K 조회수.  Ludwig-Maximilians-Universität. 여기, 우리는 식물 성장 행동과 특히 고기를 공부 하 고 재현 가능한 방식에 대 한 프로토콜을 제시. 우리는 변수와 같은 시간 안정적인 조명 조건에서 제공 하는 방법을 보여줍니다. 적절 한 분석은 충분 한 샘플 번호 및 유효한 통계 평가에 따라 달라 집니다.

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Using Changes in Leaf Transmission to Investigate Chloroplast Movement in Arabidopsis thaliana

Chloroplast movement in leaves has been shown to help minimize photoinhibition and increase growth under certain conditions. Much can be learned about chloroplast movement by studying the chloroplast positioning in leaves using e.g., confocal fluorescence microscopy, but access to this type of microscopy is limited. This protocol describes a method that uses the changes in leaf transmission as a proxy for chloroplast movement. If chloroplasts are spread out in order to maximize light interception, the transmission will be low. If chloroplasts move towards the anticlinal cell walls to avoid light, the transmission will be higher. This protocol describes how to use a straightforward, home-built instrument to expose leaves to different blue light intensities and quantify the dynamic changes in leaf transmission. This approach allows researchers to quantitatively describe chloroplast movement in different species and mutants, study the effects of chemicals and environmental factors on it, or screen for novel mutants e.g., to identify missing components in the process that leads from light perception to the movement of chloroplasts.

Using Changes in Leaf Transmission to Investigate Chloroplast Movement in Arabidopsis thaliana

Many plant species change the positioning of chloroplasts to optimize light absorption. This protocol describes how to use a straightforward, home-built instrument to investigate chloroplast movement in Arabidopsis thaliana leaves using changes in the transmission of light through a leaf as a proxy.

잎 전송의 변화를 사용하여 아라비도시스 탈리아나의 엽록래스트 운동을 조사합니다.

Chloroplast movement in leaves has been shown to help minimize photoinhibition and increase growth under certain conditions. Much can be learned about ...

연구

환경과학

Visualizing Cellular Gibberellin Levels Using the nlsGPS1 F&#246;rster Resonance Energy Transfer (FRET) Biosensor

The phytohormone gibberellin (GA) is a small, mobile signaling molecule that plays a key role in seed germination, cellular elongation, and developmental transitions in plants. Gibberellin Perception Sensor 1 (GPS1) is the first F&#246;rster resonance energy transfer (FRET)-based biosensor that allows monitoring of cellular GA levels in vivo. By measuring a fluorescence emission ratio of nuclear localized-GPS1 (nlsGPS1), spatiotemporal mapping of endogenously and exogenously supplied GA gradients in different tissue types is feasible at a cellular scale. This protocol will describe how to image nlsGPS1 emission ratios in three example experiments: steady-state, before-and-after exogenous gibberellin A4 (GA4) treatments, and over a treatment time-course. We also provide methods to analyze nlsGPS1 emission ratios using both Fiji and a commercial three-dimensional (3-D) micrograph visualization and analysis software and explain the limitations and likely pitfalls of using nlsGPS1 to quantify gibberellin levels.

Gibberellin Perception Sensor 1 (GPS1) is the first F&#246;rster resonance energy transfer-based biosensor for measuring the cellular levels of gibberellin phytohormones with a high spatiotemporal resolution. This protocol reports on the method to visualize and quantify cellular gibberellin levels using the genetically encoded nlsGPS1 biosensor in Arabidopsis hypocotyls and root tips.

머릿속 세포 지 베 렐 린 레벨 NlsGPS1 포스터 공명 에너지를 사용 하 여 전송 (무서 워) 바이오 센서

The phytohormone gibberellin (GA) is a small, mobile signaling molecule that plays a key role in seed germination, cellular elongation, and developmental ...

발생학

Investigating Tissue- and Organ-specific Phytochrome Responses using FACS-assisted Cell-type Specific Expression Profiling in Arabidopsis thaliana

Light mediates an array of developmental and adaptive processes throughout the life cycle of a plant. Plants utilize light-absorbing molecules called photoreceptors to sense and adapt to light. The red/far-red light-absorbing phytochrome photoreceptors have been studied extensively. Phytochromes exist as a family of proteins with distinct and overlapping functions in all higher plant systems in which they have been studied1. Phytochrome-mediated light responses, which range from seed germination through flowering and senescence, are often localized to specific plant tissues or organs2. Despite the discovery and elucidation of individual and redundant phytochrome functions through mutational analyses, conclusive reports on distinct sites of photoperception and the molecular mechanisms of localized pools of phytochromes that mediate spatial-specific phytochrome responses are limited. We designed experiments based on the hypotheses that specific sites of phytochrome photoperception regulate tissue- and organ-specific aspects of photomorphogenesis, and that localized phytochrome pools engage distinct subsets of downstream target genes in cell-to-cell signaling. We developed a biochemical approach to selectively reduce functional phytochromes in an organ- or tissue-specific manner within transgenic plants. Our studies are based on a bipartite enhancer-trap approach that results in transactivation of the expression of a gene under control of the Upstream Activation Sequence (UAS) element by the transcriptional activator GAL43. The biliverdin reductase (BVR) gene under the control of the UAS is silently maintained in the absence of GAL4 transactivation in the UAS-BVR parent4. Genetic crosses between a UAS-BVR transgenic line and a GAL4-GFP enhancer trap line result in specific expression of the BVR gene in cells marked by GFP expression4. BVR accumulation in Arabidopsis plants results in phytochrome chromophore deficiency in planta5-7. Thus, transgenic plants that we have produced exhibit GAL4-dependent activation of the BVR gene, resulting in the biochemical inactivation of phytochrome, as well as GAL4-dependent GFP expression. Photobiological and molecular genetic analyses of BVR transgenic lines are yielding insight into tissue- and organ-specific phytochrome-mediated responses that have been associated with corresponding sites of photoperception4, 7, 8. Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) of GFP-positive, enhancer-trap-induced BVR-expressing plant protoplasts coupled with cell-type-specific gene expression profiling through microarray analysis is being used to identify putative downstream target genes involved in mediating spatial-specific phytochrome responses. This research is expanding our understanding of sites of light perception, the mechanisms through which various tissues or organs cooperate in light-regulated plant growth and development, and advancing the molecular dissection of complex phytochrome-mediated cell-to-cell signaling cascades.

Investigating Tissue- and Organ-specific Phytochrome Responses using FACS-assisted Cell-type Specific Expression Profiling in Arabidopsis thaliana

The molecular basis of spatial-specific phytochrome responses is being investigated using transgenic plants that exhibit tissue- and organ-specific phytochrome deficiencies. The isolation of specific cells exhibiting induced phytochrome chromophore depletion by Fluorescence-Activated Cell Sorting followed by microarray analyses is being utilized to identify genes involved in spatial-specific phytochrome responses.

에서 외과를 이용한 셀 타입 특정 표현식 프로파일을 사용하여 조직 및 장기 특정 Phytochrome 응답 조사 Arabidopsis thaliana</em

Light mediates an array of developmental and adaptive processes throughout the life cycle of a plant. Plants utilize light-absorbing molecules called ...

생물학

Atomic Force Microscopy to Study the Physical Properties of Epidermal Cells of Live Arabidopsis Roots

A method is described here to characterize the physical properties of the cell wall of epidermal cells of living Arabidopsis roots through nanoindentations with an atomic force microscope (AFM) coupled with an optical inverted fluorescence microscope. The method consists of applying controlled forces to the sample while measuring its deformation, allowing quantifying parameters such as the apparent Young's modulus of cell walls at subcellular resolutions. It requires a careful mechanical immobilization of the sample and correct selection of indenters and indentation depths. Although it can be used only in external tissues, this method allows characterizing mechanical changes in plant cell walls during development and enables the correlation of these microscopic changes with the growth of an entire organ.

Atomic Force Microscopy to Study the Physical Properties of Epidermal Cells of Live Arabidopsis Roots

The atomic force microscopy indentation protocol offers the possibility to dissect the role of the physical properties of the cell wall of a particular cell of a tissue or organ during normal or constrained growth (i.e., under water deficit).

살아있는 애기장대 뿌리의 표피 세포의 물리적 특성을 연구하기 위한 원자력 현미경

A method is described here to characterize the physical properties of the cell wall of epidermal cells of living Arabidopsis roots through ...

Evaluation of Photosynthetic Behaviors by Simultaneous Measurements of Leaf Reflectance and Chlorophyll Fluorescence Analyses

Chlorophyll a fluorescence analysis is widely used to measure photosynthetic behaviors in intact plants, and has resulted in the development of many parameters that efficiently measure photosynthesis. Leaf reflectance analysis provides several vegetation indices in ecology and agriculture, including the photochemical reflectance index (PRI), which can be used as an indicator of thermal energy dissipation during photosynthesis because it correlates with non-photochemical quenching (NPQ). However, since NPQ is a composite parameter, its validation is required to understand the nature of the PRI parameter. To obtain physiological evidence for evaluation of the PRI parameter, we simultaneously measured chlorophyll fluorescence and leaf reflectance in xanthophyll cycle defective mutant (npq1) and wild-type Arabidopsis plants. Additionally, the qZ parameter, which likely reflects the xanthophyll cycle, was extracted from the results of chlorophyll fluorescence analysis by monitoring relaxation kinetics of NPQ after switching the light off. These simultaneous measurements were carried out using a pulse-amplitude modulation (PAM) chlorophyll fluorometer and a spectral radiometer. The fiber probes from both instruments were positioned close to each other to detect signals from the same leaf position. An external light source was used to activate photosynthesis, and the measuring lights and saturated light were provided from the PAM instrument. This experimental system enabled us to monitor light-dependent PRI in the intact plant and revealed that light-dependent changes in PRI differ significantly between the wild type and npq1 mutant. Furthermore, PRI was strongly correlated with qZ, meaning that qZ reflects the xanthophyll cycle. Together, these measurements demonstrated that simultaneous measurement of leaf reflectance and chlorophyll fluorescence is a valid approach for parameter evaluation.

We describe a new technical approach to study photosynthetic responses in higher plants involving simultaneous measurements of chlorophyll a fluorescence and leaf reflectance using a PAM and a spectral radiometer for the detection of signals from the same leaf area in Arabidopsis.

잎 반사 및 엽록소 형광 분석의 동시 측정을 통해 광합성 거동 평가

Chlorophyll a fluorescence analysis is widely used to measure photosynthetic behaviors in intact plants, and has resulted in the development of many ...

생체공학

Pattern-Triggered Oxidative Burst and Seedling Growth Inhibition Assays in Arabidopsis thaliana

Plants have evolved a robust immune system to perceive pathogens and protect against disease. This paper describes two assays that can be used to measure the strength of immune activation in Arabidopsis thaliana following treatment with elicitor molecules. Presented first is a method for capturing the rapidly-induced and dynamic oxidative burst, which can be monitored using a luminol-based assay. Presented second is a method describing how to measure immune-induced inhibition of seedling growth. These protocols are fast and reliable, do not require specialized training or equipment, and are widely used to understand the genetic basis of plant immunity.

Pattern-Triggered Oxidative Burst and Seedling Growth Inhibition Assays in Arabidopsis thaliana

This paper describes two methods for quantifying defense responses in Arabidopsis thaliana following exposure to immune elicitors: the transient oxidative burst, and the inhibition of seedling growth.

애기장대에서 패턴 트리거 산화 버스트와 모종 성장 억제 어세

Plants have evolved a robust immune system to perceive pathogens and protect against disease. This paper describes two assays that can be used to measure ...

면역학 및 감염병학

Using Flatbed Scanners to Collect High-resolution Time-lapsed Images of the Arabidopsis Root Gravitropic Response

Research efforts in biology increasingly require use of methodologies that enable high-volume collection of high-resolution data. A challenge laboratories can face is the development and attainment of these methods. Observation of phenotypes in a process of interest is a typical objective of research labs studying gene function and this is often achieved through image capture. A particular process that is amenable to observation using imaging approaches is the corrective growth of a seedling root that has been displaced from alignment with the gravity vector. Imaging platforms used to measure the root gravitropic response can be expensive, relatively low in throughput, and/or labor intensive. These issues have been addressed by developing a high-throughput image capture method using inexpensive, yet high-resolution, flatbed scanners. Using this method, images can be captured every few minutes at 4,800 dpi. The current setup enables collection of 216 individual responses per day. The image data collected is of ample quality for image analysis applications.

This protocol describes a process for rapid collection of images of Arabidopsis seedlings responding to a gravity stimulus using commercially-available flatbed scanners. The method allows for inexpensive, high-volume capture of high-resolution images amenable for downstream analysis algorithms.

애기 장대 루트 Gravitropic 응답의 고해상도 시간 경과 이미지를 수집하는 평판 스캐너를 사용하여

Research efforts in biology increasingly require use of methodologies that enable high-volume collection of high-resolution data. A challenge laboratories ...

Rapid Analysis of Circadian Phenotypes in Arabidopsis Protoplasts Transfected with a Luminescent Clock Reporter

The plant circadian clock allows the anticipation of daily changes to the environment. This anticipation aids the responses to temporally predictable biotic and abiotic stress. Conversely, disruption of circadian timekeeping severely compromises plant health and reduces agricultural crop yields. It is therefore imperative that we understand the intricate regulation of circadian rhythms in plants, including the factors that affect motion of the transcriptional clockwork itself.
Testing circadian defects in the model plant Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) traditionally involves crossing specific mutant lines to a line rhythmically expressing firefly luciferase from a circadian clock gene promoter. This approach is laborious, time-consuming, and could be fruitless if a mutant has no circadian phenotype. The methodology presented here allows a rapid initial assessment of circadian phenotypes. Protoplasts derived from mutant and wild-type Arabidopsis are isolated, transfected with a rhythmically expressed luminescent reporter, and imaged under constant light conditions for 5 days. Luminescent traces will directly reveal whether the free-running period of mutant plants is different from wild-type plants. The advantage of the method is that any Arabidopsis line can efficiently be screened, without the need for generating a stably transgenic luminescent clock marker line in that mutant background.

The circadian clock regulates about a third of the Arabidopsis transcriptome, but the percentage of genes that feed back into timekeeping remains unknown. Here we visualize a method to rapidly assess circadian phenotypes in any mutant line of Arabidopsis using luminescent imaging of a circadian reporter transiently expressed in protoplasts.

발광 시계 기자와 애기 장대 원형질체 트랜의 일주기 표현형의 신속한 분석

The plant circadian clock allows the anticipation of daily changes to the environment. This anticipation aids the responses to temporally predictable ...

Kinematic Analysis of Cell Division and Expansion: Quantifying the Cellular Basis of Growth and Sampling Developmental Zones in Zea mays Leaves

Growth analyses are often used in plant science to investigate contrasting genotypes and the effect of environmental conditions. The cellular aspect of these analyses is of crucial importance, because growth is driven by cell division and cell elongation. Kinematic analysis represents a methodology to quantify these two processes. Moreover, this technique is easy to use in non-specialized laboratories. Here, we present a protocol for performing a kinematic analysis in monocotyledonous maize (Zea mays) leaves. Two aspects are presented: (1) the quantification of cell division and expansion parameters, and (2) the determination of the location of the developmental zones. This could serve as a basis for sampling design and/or could be useful for data interpretation of biochemical and molecular measurements with high spatial resolution in the leaf growth zone. The growth zone of maize leaves is harvested during steady-state growth. Individual leaves are used for meristem length determination using a DAPI stain and cell-length profiles using DIC microscopy. The protocol is suited for emerged monocotyledonous leaves harvested during steady-state growth, with growth zones spanning at least several centimeters. To improve the understanding of plant growth regulation, data on growth and molecular studies must be combined. Therefore, an important advantage of kinematic analysis is the possibility to correlate changes at the molecular level to well-defined stages of cellular development. Furthermore, it allows for a more focused sampling of specified developmental stages, which is useful in case of limited budget or time.

Kinematic Analysis of Cell Division and Expansion: Quantifying the Cellular Basis of Growth and Sampling Developmental Zones in Zea mays Leaves

Quantifying cell division and expansion is of crucial importance to the understanding of whole-plant growth. Here, we present a protocol to calculate cellular parameters determining maize leaf growth rates and highlight the use of these data for investigating molecular growth regulatory mechanisms by directing developmental stage-specific sampling strategies.

세포 분열 및 확장의 운동 학적 분석 : 성장과 샘플링 발달 영역의 세포 기초의 정량화<em&gt; ZEA 메이스</em&gt; 잎

Growth analyses are often used in plant science to investigate contrasting genotypes and the effect of environmental conditions. The cellular aspect of ...

A Labor-saving and Repeatable Touch-force Signaling Mutant Screen Protocol for the Study of Thigmomorphogenesis of a Model Plant Arabidopsis thaliana

Plants responding to both intracellular and extracellular mechanical stimulations (or force signals) and develop special morphological changes, a called thigmomorphogenesis. In past decades, several signaling components have been identified and reported for being involved in the mechanotransduction (e.g., calcium ion binding proteins and jasmonic acid biosynthesis enzymes). However, the relatively slow pace of research in the study of force signaling or thigmomorphogenesis is largely attributed to two reasons: the requirement for laborious human hand-manipulated touch induction of thigmomorphogenesis and the force strength errors associated with people&#8217;s hand-touch. To enhance the efficiency of external force loading on a plant organism, an automatic touch-force loading machine was built. This robotic arm-driven hair brush touches provide a labor-saving and easily repeatable touch-force simulation, unlimited rounds of touch repetition and adjustable touch strength. This hair touch-force loading machine can be used for both large scale screening of touch-force signaling mutants and the phenomics study of plant thigmomorphogenesis. In addition, touch materials such as human hair, can be replaced with other natural materials like animal hair, silk threads and cotton fibers. The automated moving arms on the machine may be equipped with water sprinkling nozzles and air blowers to mimic the natural forces of rain drops and wind, respectively. By using this automatic hair touch-force loading machine in combination with the hand-performed cotton swab touching, we have investigated the touch response of two force signaling mutants, MAP KINASE KINASE 1 (MKK1) and MKK2 plants. The phenomes of the touch-force loaded wild type plants and two mutants were evaluated statistically. They have exhibited significant differences in touch response.

A Labor-saving and Repeatable Touch-force Signaling Mutant Screen Protocol for the Study of Thigmomorphogenesis of a Model Plant Arabidopsis thaliana

A gentle touch-force loading machine is built from human hair brushes, robotic arms and a controller. The hair brushes are driven by robotic arms installed on the machine and move periodically to apply touch-force on plants. The strength of machine-driven hair touches is comparable to that of manually applied touches.

모델 식물 애기장대 의 Thigmomorphogenesis의 연구를 위한 노동 절약 및 반복 가능한 터치 포스 신호 돌연변이 스크린 프로토콜

Plants responding to both intracellular and extracellular mechanical stimulations (or force signals) and develop special morphological changes, a called ...

다른 빛 자질에 애기 thaliana 성장 행동의 분석

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