Een hoge resolutie, enkelkorrelig, in vivo pollenhydratatiebioassay voor Arabidopsis thaliana

Seksuele voortplanting in bloeiende planten vereist een initiële interactie tussen de stuifmeelkorrel en het stigmatische oppervlak, waarbij een moleculaire dialoog tot stand wordt gebracht tussen de interagerende partners. Studies over een reeks soorten hebben aangetoond dat een reeks moleculaire controlepunten de pollen-stigma-interactie reguleren om ervoor te zorgen dat alleen compatibel, over het algemeen intraspecifiek stuifmeel succesvol is in het bewerkstelligen van bevruchting. Bij soorten die een 'droog stigma' hebben, zoals de modelplant Arabidopsis thaliana, is het eerste post-bestuiving, prezygote compatibiliteitscontrolepunt de vaststelling van stuifmeelhydratatie.

Deze fase van bestuiving is strak gereguleerd, waarbij signalen van de stuifmeelkorrel de afgifte van water uit het stigma opwekken, waardoor pollenhydratatie mogelijk wordt. Het vermogen om pollenhydratatie in de loop van de tijd nauwkeurig te meten en te volgen, is de sleutel tot het ontwerpen van experimenten die gericht zijn op het begrijpen van de regulatie van deze kritieke stap in de voortplanting. Gepubliceerde protocollen maken vaak gebruik van bloemen die uit de ouderplant zijn weggesneden, op vloeibare of vaste media zijn onderhouden en in bulk zijn bestoven.

Dit artikel beschrijft een niet-invasieve, in vivo bestuivingsbioassay die het mogelijk maakt om van minuut tot minuut hydratatie te volgen van individuele A. thaliana stuifmeelkorrels met hoge resolutie. De test is zeer reproduceerbaar, in staat om zeer subtiele variaties van pollenhydratatieprofielen te detecteren en is dus geschikt voor de analyse van mutanten die routes beïnvloeden die de bestuiving reguleren. Hoewel het protocol langer is dan die beschreven voor bulkbestuivingen, maken de precisie en reproduceerbaarheid die het biedt, samen met de in vivo aard, het ideaal voor de gedetailleerde ontleding van bestuivingsfenotypen.