Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

В данной статье мы расскажем о современном инструменте, предназначенном для мониторинга биосинтеза хлорофилла на ранних стадиях деэтиолирования проростков арабидопсиса . Новая методология обеспечивает неинвазивную флуоресцентную визуализацию хлорофилла в режиме реального времени с высоким пространственным и временным разрешением.

Abstract

Биосинтез хлорофилла является отличительной чертой деэтиолирования, одного из самых драматических этапов жизненного цикла растений. Строго контролируемый и высокодинамичный процесс биосинтеза хлорофилла запускается во время перехода от темноты к свету у цветковых растений. В тот момент, когда этиолированные проростки подвергаются воздействию первых следов солнечного света, быстрое (с точностью до секунд) превращение протохлорофиллида в хлорофиллид опосредовано уникальными светопринимающими белковыми комплексами, приводящими через последующие метаболические этапы к выработке полнофункционального хлорофилла. Стандартные методики анализа содержания хлорофилла включают выделение пигмента из обособленных тканей растений, что не применимо для изучения таких быстрых процессов. Для исследования кинетики хлорофилла in vivo с высокой точностью и пространственно-временным разрешением в первые часы после световой деэтиолляции были разработаны прибор и протокол. Здесь мы представляем подробную процедуру, предназначенную для статистически надежного количественного определения хлорофилла на ранних стадиях деэтиолирования арабидопсиса .

Introduction

Деэтиолирование представляет собой наиболее драматичную фазу жизненного цикла растений, характеризующуюся рядом морфологических изменений и полной перестройкой метаболизма растений (от гетеро- до автотропного)1. Биосинтез хлорофилла является отличительной чертой светоиндуцированной деэтиолляции в растениях и очень динамичным процессом. Образование хлорофилла из темного предшественника протохлорофиллида должно быть тесно скоординировано, чтобы избежать повреждений из-за реакционноспособных побочных продуктов2. Восстановление протохлорофиллида до хлорофиллида катализируется светозависимыми протохлорофиллидоксидоредуктазами....

Protocol

1. Подготовка среды

  1. Приготовьте питательную среду, смешав 0,75 г желирующего агента с 50 мл стерильной деионизированной воды в стеклянной бутылке для достижения концентрации 1,5% (по массе) для одной чашки Петри (120 x 120 x 17 мм). Аккуратно встряхните смесь, а затем нагрейте ее в мик.......

Representative Results

Типичный результат, полученный по вновь разработанной методике на 4-дневных деэтиолированных сеянцах арабидопсиса дикого типа (WT), экотипа Колумбия-0 (Col-0), показан на рисунке 3. В контрольных условиях (среда МС с добавлением ДМСО) кривая биосинтеза хлорофилла начинае.......

Discussion

Критические шаги протокола и устранение неполадок - нет света и берегите маску
Как подчеркивается непосредственно в приведенном выше описании протокола, критически важное значение имеет избегание даже следовых количеств света как во время культивирования этиолированных р.......

Acknowledgements

Эта работа была поддержана Европейским фондом регионального развития-проектом SINGING PLANT (No. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_026/0008446). Этот проект получил финансирование в рамках проекта MSCA4Ukraine (ID 1233580), который финансируется Европейским Союзом. Выражаем благодарность Ленке Сочурковой за графическое оформление рисунка 1.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
6-benzylaminopurineDuchefa BiochemieB0904.0001
Aluminum foilMerckZ691577
Arabidopsis thaliana Col-0 seedsNASC collectionN1092
Cultivation chamberPSIcustom made
DimethilsulfoxidThermo Fisher Scientific042780.AK
Eppendorf single-channeled, variable (100-1000 μL)MerckEP3123000063
GelriteDuchefa BiochemieG1101
iReenCAM devicePSIcustom made/prototype
Laboratory bottles, with caps (Duran), 100mLMerckZ305170-10EA
Laminar-flow boxUniGreenSchemeITEM-31156
Linerless Rubber Splicing Tape, 19 mm width, black, Scotch3M Science. Applied to Life7000006085
Microcentrifuge tube, 2 mL with lid, PPT, BRANDMerckBR780546-500EA
Micropore tape3M Science. Applied to Life7100225115
Osram lumilux green l18w/66Ovalamp200008833
Petri plates - Greiner dishes, square, 120 x 120 x17mm, ventedMerckZ617679-240EA
Pipet tips, 1000 μL, AxygenMerckAXYT1000B
The Plant Screen Data Analyzer softwarePSIdelivered as a part of the iReenCAM

References

  1. Arsovski, A. A., Galstyan, A., Guseman, J. M., Nemhauser, J. L. Photomorphogenesis. Arabidopsis Book. 10, e0147 (2012).
  2. Reinbothe, S., Reinbothe, C., Apel, K., Lebedev, N. Evolution of chlorophyll biosynthesis--the challenge to survive photooxidation.....

Explore More Articles

203

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved