JoVE Logo

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

The Lateral Root Inducible System (LRIS) allows for synchronous induction of lateral roots and is presented for Arabidopsis thaliana and maize.

Özet

Lateral root development contributes significantly to the root system, and hence is crucial for plant growth. The study of lateral root initiation is however tedious, because it occurs only in a few cells inside the root and in an unpredictable manner. To circumvent this problem, a Lateral Root Inducible System (LRIS) has been developed. By treating seedlings consecutively with an auxin transport inhibitor and a synthetic auxin, highly controlled lateral root initiation occurs synchronously in the primary root, allowing abundant sampling of a desired developmental stage. The LRIS has first been developed for Arabidopsis thaliana, but can be applied to other plants as well. Accordingly, it has been adapted for use in maize (Zea mays). A detailed overview of the different steps of the LRIS in both plants is given. The combination of this system with comparative transcriptomics made it possible to identify functional homologs of Arabidopsis lateral root initiation genes in other species as illustrated here for the CYCLIN B1;1 (CYCB1;1) cell cycle gene in maize. Finally, the principles that need to be taken into account when an LRIS is developed for other plant species are discussed.

Giriş

Topraktan gelen ankraj ve su alımını ve besin sağlar çünkü kök sistemi, bitki büyümesi için çok önemlidir. Bir kök sistemi gelişimi genel olarak yan kök üretimi dayandığından, bunların başlangıç ​​ve oluşum yaygın olarak incelenmiştir. Yanal kökleri kurucu hücreler 1 olarak adlandırılan, perisiklden hücrelerinin belirli bir alt başlatılır. Örneğin mısır gibi monokotlarda bölgesi, bunlar floem kutup 3 bulunan, oysa Arabidopsis thaliana gibi en dikotillere, bu hücreler, protoxylem kutup 2 yer almaktadır. Kurucu hücreleri özel hücre döngüsü genlerinin sentezlenmesi, ardından artan oksin yanıt 4 ile işaretlenmiştir (örneğin, siklin B1, 1 / CYCB1; 1), bundan sonra, asimetrik anticlinal bölümleri 5 bir birinci tur geçirilir. Koordineli antiklinal ve periclinal bölünmeler bir dizi sonra, lateral kök taslaklarının nihayet a olarak ortaya çıkacak oluşturulmuşturutonomous yanal kök. Bu olaylar bol ne de senkronize ne olduğundan konumu ve yan kök başlama zamanlaması, ancak öngörülebilir değildir. Bu, bu işlem çalışma transkriptomik gibi moleküler yaklaşımların kullanımı engeller.

Bu konuya ilişkin olarak, bir yanal kök İndüklenebilir Sistemi (lris), 6 geliştirilmiştir 7. Bu sistemde, fideler, ilk sonuç olarak yan kök başlangıcı bloke, oksin taşınmasını ve birikmesini engelleyen N -1-naphthylphthalamic asit (NPA) ile muamele edilir 8. Sonradan sentetik oksin 1-naftalin asetik asit (NAA) içeren ortama fide aktararak tüm perisiklden tabakası böylece kitlesel yüksek oksin seviyelerinin indükleyici yanal kök hücre başlatarak bölünmeler 6 yanıt verir. Bu nedenle, bu sistem, geç belirli bir aşaması için zenginleştirilmiş kök örnekleri kolayca toplanmasını sağlayan, hızlı, senkron ve geniş yan kökler inisiyasyonlara açarral kök gelişimi. Daha sonra, bu numune yan kök oluşumu sırasında genom çapında ekspresyon profillerini belirlemek için kullanılabilir. Iris diğer bitki türleri bu sistemi uygulamak için yan kök Arabidopsis başlatılması ve mısır 9-13, ancak ihtiyaç hakkında zaten önemli bilgiyi vermiştir fazla genomları sıralı olarak daha belirgin hale gelir ve ekonomik önemli bilgiyi aktarmak için artan bir ilgi var türler.

Burada, Arabidopsis ve darı LRISs ayrıntılı protokolleri verilmiştir. Daha sonra, sistemin kullanımına ilişkin bir örnek, mısır Iris elde transkriptomik veriler, farklı bitki türleri boyunca yanal kök başlatma sırasında korunmuş bir fonksiyonu sahip fonksiyonel homologları tespit etmek için kullanılabilir olduğunu göstererek temin edilmektedir. Diğer bitki türlerinin önerildiği için Son olarak, kılavuzlar Iris optimize etmek.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokol

1. Arabidopsis lris Protokolü

Not: Metin "küçük" veya "büyük" ölçekli deneyler anlamına gelir. Bu tür işaret hattı analizi ve histolojik boyama 6, 14 gibi küçük ölçekli deneyler, sadece bir kaç numune gereklidir. Bu tür kantitatif gerçek zamanlı Mah-PCR, mikro-diziler 9-11 veya RNA sıralama gibi büyük ölçekli deneyler, örneklerin büyük bir miktarda gerektirir. Bu nedenle, her örnek için 1000 fide Vanneste ve arkadaşları tarafından kullanılan ~ arasında. 11 bir miktar kök kademeli bir diseksiyon sonra mikrodizi deneyi gerçekleştirmek için.

1.GÜN

  1. Arabidopsis tohumları Sterilizasyon
    Not: Tohum sterilizasyonu için aşağıdaki yöntemlerden birini seçin. Bunlardan herhangi protokol aşağıdaki adımları için uygundur. Gaz sterilizasyonu (1.1.2) sıvı sterilizasyon (1.1.1) üzerinden iki ana avantajı sunuyor: Büyük bir uyuşmuş tutarken daha az zaman alırTohumların er, pipetleme bireysel numuneleri oluşabilir gerektiği için; ve sterilize edilmiş tohumlar, daha uzun bir süre boyunca saklanabilir. Bununla birlikte, bu bir desikatörde ve dikkatli bir şekilde kullanılması gerekmektedir.
    1. Sıvı sterilizasyon
      1. Mikro-santrifüj tüplerine tohumların istenilen sayıda dökün. 2 ml'lik bir mikro santrifüj tüplerine 1.5 ml bir tüp içinde 20 mg (~ 800 tohumlar) ya da 40 mg (~ 1.600 tohumlar) kadar kullanın.
      2. % 70 etanol içinde 1 ml ilave edilir. Çevirin ya da hafifçe 2 dakika süreyle çalkalayın.
      3. 15 dakika boyunca 1 ml sterilizasyon solüsyonu ile% 70 etanol değiştirin. (Taze sterilizasyon çözüm hazırlayın: 3.85 ml sodyum hipoklorit (NaOCl) stok (% 12) (DİKKAT: Kullanım) kaput duman 5 ul Tween 20, su ile 10 ml'ye kadar tüm tohumların gelip emin olmak için boruları birkaç kez ters çevirin. çözeltisi ile temas halinde değildir.
      4. Tekrarlanan bir laminar hava akış kabini olarak, 5 dakika boyunca tohumlar 5 kez 1 ml steril damıtılmış su ile sterilizasyon solüsyonu yerine ve durulamaly taze, steril damıtılmış su içinde 1 ml değiştirilmesi.
    2. Gaz Sterilizasyon
      1. 2 ml mikro santrifüj tüpü içinde tohum istenilen sayıda dökün. Birkaç bağımsız çizgiler ile çalışan tek tek tüpler kullanımı ve bunların plastik bir mikro santrifüj tüplerine ya da kutu yuvasına açılan sağlayabilir. Bir tüp tohum sayısı 500 (12.5 mg) üzerinde ise, başarılı bir sterilizasyon sağlamak için boruların uygun sayıda tohum ayırabiliriz. Komşu tüplerin kapakları birbirine örtmeyen emin olun. O sterilizasyon için de desikatöre olması gerekir gibi alt kutunun kapağını birbirine uygun.
      2. Bir cam beher ile birlikte bir desikatörde bir kase kutusu yerleştirmek (DİKKAT: kaput duman).
      3. (: Kullan davlumbaz DİKKAT)% 12 NaOCİ 100 ml beher doldurun. Desikatöre kapağı koymak, ama beher yerleştirilen küçük bir diyafram bırakın.
      4. (CAU% 37 hidroklorik asit (dumanlı) 3 ml ilave edilirTION: kullan küçük delikten beher kaputu) duman ve hızlı bir şekilde desiccator kapatın. Cl 2-gaz oluşumu nedeniyle bir süredir çözüm olacak kabarcık. Sistemi bırakın O / N (veya en azından 8 saat) kapattı.
      5. Desikatöre kapağını kaldırın. Kutusunu çıkarın ve taşıma sırasında kontaminasyonu önlemek için kapak ile örtün.
      6. Bir laminar hava akışı kabini içinde kutu koyun kapağını çıkarın ve gaz çıkışına izin vermek için oda sıcaklığında yaklaşık 1 saat için tohum bırakın.
        Not: Tohum güvenli bir şekilde 4 ° C 'de 2 hafta boyunca, kapalı mikro santrifüj tüplerine kuru saklanabilir.
  2. Arabidopsis'te yanal kök indüksiyonu
    1. Yanal Kök İnhibisyon (NPA Tedavisi)
      1. In vitro büyüme için büyüme ortamı hazırlar. Ortamı, yarı kuvvetli Murashige ve Skoog tuzu karışımını 15, 0,1 g / L miyo-inositol, 10 g / L sakkaroz içeren, ve 0.5 ile tamponlanmıştırg / L 2- (N-morfolino) etansülfonik asit (MES).
      2. 1 M KOH ile 5.7 pH ayarlayın. Bitki doku agar 8 g / L ilave edin ve 121 ° C 'de 20 dakika boyunca ortam otoklav.
      3. Dimetilsülfoksit (DMSO) (: eldiven kullanın DİKKAT) NPA 25 mM stok çözeltisi hazırlayın. Levhalı bir hava akış kabininde, (şişe elle tutulabilen sıcaklıktır) yaklaşık 65 ° C'ye kadar otoklava ortamın soğutulması ve 10 uM NPA nihai bir konsantrasyon elde etmek için, 25 mM stok çözeltisi NPA ekleyin.
      4. Yavaşça 10 saniye boyunca şişeyi çalkalayarak eklendikten sonra homojenize. Kare petri tabağı başına ortam 50 ml (12 cm x 12 cm) dökün.
        Not: Büyük ölçekli deney durumunda, kolay aktarım sağlamak için, bir naylon örgü (20 um) uygulanır. Otoklavlama (Şekil 1A) bir örgü (9 cm x 9 cm) hazırlayın. Otoklavda sterilize edildiği zaman steril cımbız (Şekil 1B) kullanarak büyüme ortamına örgü uygulanır. Yavaşça ste kullanarak büyüme ortamına itmek örgü(: Steril şartlarda çalışmak DİKKAT) büyüme ortamına (Şekil 1B) ile iyi temas olduğundan emin olmak için drigalsky rilized.
      5. NPA-plakalar üzerinde tohum ekmek.
        , Durumunda büyük ölçekli deneme planlanmaktadır (1.2.2.3 bakınız) örnekleme kolaylaştırmak için 50 tohum 2 yoğun ve iyi hizalanmış satırları saçmak: Not.
        1. Sıvı sterilizasyon durumda, 200 ul pipet kullanılarak NPA-plakalar üzerinde tohumları ekmek. 3 kes - sırayla steril koşullar (ya da ipuçları sterilize edilmeden önce) içinde pipet uçları sonu 4 mm tohumları pipetlemeyin edebilmek için. Pipet yukarı ve tohum yeniden askıya birkaç kez aşağı, sonra 10 ile yaklaşık 150 ul steril su pipetlemeyin - 20 tohumlar ve bahşiş altındaki tohumlar sediment kadar bekleyin. (DİKKAT: Steril şartlarda Çalışma)
          Not: ucu ile hafifçe agar veya örgü dokunulduğunda bir tohumuyla bir damla su (şekil 1C) için serbest bırakılır.
        2. yapışkan bir yüzey sağlamak için tohumlarını almadan önce otoklava toothpicks.Pinch agar içine kürdan kullanarak tohumlarını ekmeye. Kürdan kullanarak tek tohum bir pick up ve plakaları (Şekil 1D) tohumları dağıtıyoruz. (: Steril şartlarda çalışmak DİKKAT) Alternatif olarak, tohumlara steril su ekleyin ve 1.2.1.5.1 tarif edildiği gibi ekmek.
      6. Hava yapışkan bir bantla kapatın ve plakalar, en az 2 gün, en fazla bir hafta boyunca karanlıkta 4 ° C de onları plakaları saklayın. Bu tabakalaşma ve senkronize sağlar ve daha verimli çimlenmesi için gereklidir.
        Not: Alternatif olarak, tohumlar, ekim öncesi tabakalı az soğutma alanı gerektirir mikro santrifüj tüplerine, damıtık suya daldırılır edilebilir. Bu durumda, 4 ° C'de en az bir hafta süreyle tüplerini muhafaza ve hemen (1.2.1.7 bakınız), ekimden sonra büyüme odasında plakaları hareket ettirin.
        3. GÜN
      7. Büyüme odasında plakaları hareket (sürekli ışık (110 μE m -2 s-1), 21 ° C) yaklaşık dikey bir pozisyonda 5 gün boyunca (çimlenme 2 gün ve büyüme 3 gün) (80-90 °) orta kök üzerinde büyümeyi değil, emin olmak için.
        8. GÜN
    2. Yanal Kök İndüksiyon (NAA Tedavisi)
      1. 1.2.1.1 ve 1.2.1.2 tarif edildiği gibi aynı büyüme ortamı hazırlayın. (: Eldiven kullanın DİKKAT) DMSO içinde NAA 50 mM stok çözeltisi hazırlayın. Aşağı 65 ° C'ye kadar soğutun ve otoklavlanmış orta 10 uM NAA bir son konsantrasyon elde etmek için ortama NAA solüsyonu (DİKKAT: steril koşullar altında çalışmak).
        1. Yavaşça 10 saniye boyunca şişeyi çalkalayarak eklendikten sonra homojenize. Kare petri tabağı başına ortam 50 ml (12 cm x 12 cm) dökün.
      2. Bu sup 10 uM NPA ile desteklenmiş büyüme ortamını ihtiva eden plakalar fide aktarma10 uM NAA ile eklentilerle.
        1. Fide kotiledonlarında altında kavisli cımbız silah kanca ve yavaşça plaka çıkarın. Sadece kökleri tamamen tercihen aşağı NPA-büyüme ortamı ile temas büyüdü hangi fidan aktarmak.
        2. Küçük bir mesafe boyunca NAA içeren büyüme ortamı içinde kök yağsız bir yüzey. Bitki kökleri büyüme ortamı ile iyi temas olduğundan emin olun. Gerekirse, cımbız ile büyüme ortamı yüzeyine hafifçe kök basın.
          Not: Büyük ölçekli deney durumunda, cımbız ile iki üst köşelerde örgü kaldırarak örgü ve transferi ile temas halinde olmayan tüm fideler çıkarın. Emin örgü küçük bir mesafe (Şekil 1E) üzerinde agar yüzeyi üzerinde örgü kaymağını tarafından NAA içeren ortamı ile iyi temas halinde olun.
      3. Nefes bandı ile yeni plakaları Seal ve (büyüme dolabında con koyun, devamlı ışık örnekleme kadar indüksiyonundan sonra istenen bir süre için dik bir konumda (110 μE m -2 s-1), 21 ° C).
        Not: büyük ölçekli deney durumunda, ağ üzerine bir defada, doğrudan kök parçalarını kesmek ve yavaşça mesh yüzeyini kazıyarak örnek onları için bir neşter kullanmak.

2. lris Mısır Protokolü

  1. Mısır çekirdeklerde Tabakalaşma
    1. En az 1 hafta süreyle karanlıkta 4 ° C'de mısır tanelerini inkübe edin.
      Not: Bu protokol B73 mısır kendilenmiş hattı kullanarak geliştirilmiştir.
  2. Mısır çekirdeklerde Sterilizasyon
    1.GÜN
    Not: mısır fideleri edilen steril şartlarda yetiştirildiği olmak zorunda değildir, ancak bu, kağıt rulo mantar büyümesini önlemek için mısır tanelerini sterilize ve steril bir malzeme ile çalışılması tavsiye edilmektedirsistemi.
    1. Steril bir cam beher içinde, mısır tanelerinin gerekli sayıda koyun.
    2. (Su içinde% 6 NaOCl) sterilizasyon solüsyonu (: kullan davlumbaz DİKKAT) 100 ml ekleyin.
    3. Manyetik bir karıştırma çubuğu ilave edin ve 5 dakika boyunca oda sıcaklığında, düşük karıştırma hızında (yaklaşık 250 rpm), bir manyetik karıştırıcı Beher yerleştirin.
    4. Taze steril su, 100 ml çözelti yerine 5 dakika boyunca beş kez çalkalayın.
  3. Mısır çekirdeklerde ekim
    1. Kontaminasyon riskini azaltmak ve kağıt havlu rulosu almak için eldiven giyin.
    2. Iki yaprak (yaklaşık 92 cm x 24 cm) toplam uzunluğu ile el havlusu kağıt iki uzanıyor yırtın ve temiz bir yüzeye (Şekil 2A) üzerinde birbirinin üstüne koyun.
    3. Yaprak uzunluğu (yaklaşık 92 cm x 12 cm) (Şekil 2A) üzerine çift katlayın.
    4. T üzerinde üstten yaklaşık 2 cm 10 çekirdekleri dağıtmak için cımbız kullanınO kağıt tüm uzunluğu, her iki ucunda (Şekil 2B) serbest, her çekirdek ve 8 cm arasında, 8 cm bir ara tutulmuştur. Çekirdeğin radicle aşağı ve kağıt (Şekil 2B) doğru baktığından emin olun.
    5. Tohum yerine (Şekil 2B) tutarken yavaşça, uzunluğu boyunca kağıt rulo. Haddeleme kolaylaştırmak için, ilk önce, steril su ile kağıt sprey isteğe bağlıdır.
    6. Yaklaşık 6 cm çapında ve 14 cm yüksekliğinde (örneğin, 250 ml santrifüj tüpleri) ve steril cam tüplerde kağıt ruloları koyun ve bir rafa (Şekil 2C) koyun.
  4. Mısırda Yanal Kök İndüksiyon
    1. (DMSO içinde çözülmüş) bir 50 mM stok çözelti NPA (: kullanımlar eldivenler DİKKAT) hazırlayın.
    2. Her bir tüp, bir steril cam beher 125 ml steril su 50 mM NPA stok çözeltisinden 125 ul ekleyerek 50 mcM NPA çözümünü yapmak.
    3. İyice karıştırın vetüp kağıt rulo üzerinde 50 uM NPA çözeltisi 125 ml dökün. Kağıt rulosu çözümü emer ve tamamen batırılmış olacak.
      Not: Diğer boyutlarıyla kağıt rulo ve tüpler kullanırken, buna göre ses seviyesini ayarlamak. Sıvı alımını sağlamak için yeterli yarım tüp ulaşmalıdır.
    4. Üç gün (27 ° C, sürekli ışığa,% 70 nispi nem) bir büyüme odasında kağıt rulo sistemi yerleştirin. Çözelti zaman (Şekil 2B) üzerinden buharlaşır çünkü kağıt ruloları, ekstra 50 mcM NPA çözeltisi ilave edilerek sırılsıklam kalır emin olun.
      4. GÜN
    5. (DMSO içinde çözülmüş) bir 50 mM stok çözelti NAA (: kullanımlar eldivenler DİKKAT) hazırlayın.
    6. Her bir tüp, bir steril cam beher içinde 125 ml steril su, 50 mM NAA stoktan 125 ul eklenmesi ile 50 uM NAA solüsyon hazırlanır.
    7. Yavaşça kağıt ruloları kalan NPA çözümün en sıkmak ve koyun5 dakika boyunca steril su m (: eldiven kullanın DİKKAT) dışarı yıkamak. Yavaşça kağıt ruloları gelen suyun çoğu sıkmak. Bu yıkama adımı üç kez tekrarlayın.
    8. İyice karıştırın ve tüplerde kağıt ruloları üzerinde 50 mcM NAA çözüm dökün. Tamamen batırılmış emin olun.
    9. Indüksiyon sonrası istenilen süre büyüme kabine (27 ° C, sürekli ışık,% 70 bağıl nem) kağıt rulo sistemi yerleştirin.
  5. Mısırın Adventif Taç Roots Yanal Kök İndüksiyon
    Not: İris primer kök yanal kökler indükler yukarıda tarif edildiği gibi. Ancak, mısır ve birlikte yan kökleri ile diğer monokotiledonlar, birincil kök ve embriyonik seminal kökleri içinde, fide gelişimi sırasında özellikle önemlidir. Bitki büyümesinde Daha sonraki bir aşamada, post-embriyonik adventif kökler kök üzerinde ortaya çıkan ve aynı zamanda yeni bir kök sistemine 16 oluşturmak için yan kökleri gelişir. Iris de kullanmak olabilird embriyonik birincil kök lris bazı küçük ayarlamalar takip ederek bu post-embriyonik adventif taç kökleri üzerinde yanal köklerini uyardığı.
    1. Kağıt rulo yapmak için, dış tarafında kağıt havlular sırasıyla iki tabaka ve içindeki çimlenme iki kağıt tabakası ile kağıt bir sandviç oluşturur. Çimlenme iki kağıt arasına sterilize çekirdekleri (adımları 2.2'ye 2.1 bakınız) yerleştirin. Çimlenme kağıt, el havlusu kağıt ile karşılaştırıldığında, kağıt açılması daha sonra daha kolay rulo yapacak kök tüyleri ve yanal kökler tarafından nüfuz daha az eğilimli olacaktır. Diğer yandan, kağıt havlular, iki dış tabakayı sıvı emilimini kolaylaştırır.
    2. 700 ml'lik cam tüplerde rulo yerleştirin ve üzerlerine NPA olmadan steril su dökün. Tamamen batırılmış emin olun.
    3. Büyüme kabine sterilize çekirdekleri çimlenmeye (adım 2.4.9 bakınız).
    4. Adventif taç kökleri kadar fidan büyür(B73 için 6 gün) ortaya başlar. Kağıt ruloları gerektiğinde steril su ekleyerek her zaman ıslak tutulur emin olun.
    5. Bir yıkama aşamasından sonra 50 uM NAA çözeltisi ile NPA çözeltisi değiştirerek yan kök başlatma benzer indüksiyon ardından 4 gün boyunca (adımları 2.4.4 2.4.1 bakınız) için 25 uM NPA çözeltisi transfer (adım 2.4 2.4.9 için 0,5).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Sonuçlar

Iris Uygulama Yanal Kök Başlatma Süreci Karşılaştırmalı transkriptomik gerçekleştir

İris bir uygulaması, farklı türlerde yan kök oluşumu esnasında karşılaştırma ve gen ekspresyon profillerinin korelasyondur. Karşılaştırmalı transkriptomik farklı türler lateral kök geliştirme sürecine dahil orthologous genleri saptamak için olanak yaratmak yaklaşır. Önceden oluşturulmuş kök...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Tartışmalar

Arabidopsis lris protokol, sadece tamamen NPA-ihtiva eden büyüme ortamı ile temas içinde büyüdü fide transferi için önemlidir. Bu yanal kök başlatma tüm kök uzunluğu boyunca bloke olmasını sağlar. Aktarım sırasında fidanları yaralama önlemek amacıyla, kavisli bir forseps kolları fide kotiledonlarında altında asılabilir. Devirden sonra fide kökleri NAA içeren agar ortamı ile yeterli temas halinde olduğundan emin olun. Bu, küçük bir mesafe boyunca agar yüzeyi üzerinde kök kaym...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Teşekkürler

The authors thank Davy Opdenacker for technical assistance and photography. We greatly thank Dr. Annick Bleys for helpful suggestions to improve the manuscript. This work was financed by the Interuniversity Attraction Poles Programme IUAP P7/29 'MARS' from the Belgian Federal Science Policy Office, by the FWO grant G027313N and by the Agency for Innovation by Science and Technology, IWT (IR).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
ARABIDOPSIS LRIS
Seeds
Arabidopsis seedsCol-0 ecotype
Gas sterilization of seeds
micro-centrifuge tubes 1.5 mlSIGMA-ALDRICH0030 125.215Eppendorf microtubes 3810X, PCR clean
micro-centrifuge tubes 2 mlSIGMA-ALDRICH0030 120.094Eppendorf Safe-Lock microcentrifuge tubes
hydrochloric acidMerck KGaA1,003,171,00037% (fuming) for analysis EMSURE ACS,ISO,Reag. Ph Eu
glass desiccatorSIGMA-ALDRICHPyrex
glass beaker
plastic micro-centrifuge tubes box or holder
Bleach sterilization of seeds
ethanolChem-Lab nvCL00.0505.1000Ethanol, abs. 100% a.r. dilute to 70%
sodium hypochlorite (NaOCl)Carl Roth9062.312%
Tween 20SIGMA-ALDRICHP1379
sterile water
Growth medium
Murashige and Skoog salt mixtureDUCHEFA Biochemie B.V.M0221-0050
myo-inositolSIGMA-ALDRICHI5125-100G
2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid (MES)DUCHEFA Biochemie B.V.M1503.0100
sucroseVWR, Internation LLC27483.294D(+)-Sucrose Ph. Eur.
KOHMerck KGaA1050211000pellets for analysis (max. 0.002% Na) EMSURE ACS,ISO,Reag. Ph Eur
Plant Tissue Culture AgarLabM LimitedMC029
Lateral root induction chemicals
N-1-naphthylphthalamic acid (NPA)DUCHEFA Biochemie B.V.No. N0926.025010 µM (Arabidopsis)
1-naphthalene acetic acid (NAA)DUCHEFA Biochemie B.V.No. N0903.005010 µM (Arabidopsis)
dimethylsulfoxide (DMSO)SIGMA-ALDRICH494429-1L
Making a mesh for transfer
nylon meshProsep bybaSynthetic nylon mesh 20 µm
Sowing and seedling handling
square petri dish platesGOSSELINBP124-0512 x 12 cm
50 ml DURAN tubesSIGMA-ALDRICHCLS430304Corning 50 ml centrifuge tubes
drigalskiCarl RothK732.1
pipette
cut pipette tipsDaslab162001XUniversal 200, cut off 5 mm of tip before autoclaving
breathable tape 3M Deutschland GmbHcat. no. 1530-1
tweezersFiers nv/saK342.1; K344.1Dumont tweezers type a nr 5; Dumont tweezers type e nr 7
Growth conditions
growth room21 °C, continuous light
MaterialsCompanyCatalogComments
MAIZE LRIS
Seeds
Maize kernelsB-73
Bleach sterilization of kernels
glass beaker
magnetic stirrer Fiers nv/saC267.1
sodium hypochlorite (NaOCl)Carl Roth9062.312%
sterile water
Lateral root induction chemicals
N-1-naphthylphthalamic acid (NPA)DUCHEFA Biochemie B.V.No. N0926.025050 µM (maize primary root), 25 µM (maize adventitious root)
1-naphthalene acetic acid (NAA)DUCHEFA Biochemie B.V.No. N0903.005050 µM (maize)
dimethylsulfoxide (DMSO)SIGMA-ALDRICH494429-1L
Sowing and seedling handling
paper hand towelsKimberly-Clark Professional*6681SCOTT Hand Towels - Roll / White; sheet size (24 x 46 cm)
seed germination paperAnchor Paper Company10 X 15 38# seed germination paper
tweezersFiers nv/saK342.1; K344.1Dumont tweezers type a nr 5; Dumont tweezers type e nr 7
250 ml (centrifuge) tubesSCHOTT DURAN2160136approx. 5.6 cm diameter and 14.7 cm height 
700 ml tubesDURAN GROUP213994609cylinders, round foot tube, D 60  x 250
rackfor maize tubes, home made
sterile water
Growth conditions
growth cabinet27 °C, continuous light, 70% relative humidity

Referanslar

  1. Van Norman, J. M., Xuan, W., Beeckman, T., Benfey, P. N. To branch or not to branch: the role of pre-patterning in lateral root formation. Development. 140, 4301-4310 (2013).
  2. Dolan, L., et al. Cellular organisation of the Arabidopsis thaliana root. Development. 119, 71-84 (1993).
  3. Bell, J. K., McCully, M. E. A histological study of lateral root initiation and development in Zea mays. Protoplasma. 70, 179-205 (1970).
  4. Benkova, E., et al. Local, efflux-dependent auxin gradients as a common module for plant organ formation. Cell. 115, 591-602 (2003).
  5. Beeckman, T., Burssens, S., Inzé, D. The peri-cell-cycle in Arabidopsis. J. Exp. Bot. 52, 403-411 (2001).
  6. Himanen, K., Boucheron, E., Vanneste, S., de Almeida Engler, J., Inzé, D., Beeckman, T. Auxin-mediated cell cycle activation during early lateral root initiation. Plant Cell. 14, 2339-2351 (2002).
  7. Jansen, L., Parizot, B., Beeckman, T. Inducible system for lateral roots in Arabidopsis thaliana and maize. Methods Mol Biol. 959, 149-158 (2013).
  8. Casimiro, I., et al. Auxin transport promotes Arabidopsis lateral root initiation. Plant Cell. 13, 843-852 (2001).
  9. Himanen, K., et al. Transcript profiling of early lateral root initiation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101, 5146-5151 (2004).
  10. De Smet, I., et al. Receptor-like kinase ACR4 restricts formative cell divisions in the Arabidopsis root. Science. 322, 594-597 (2008).
  11. Vanneste, S., et al. Cell cycle progression in the pericycle is not sufficient for SOLITARY ROOT/IAA14-mediated lateral root initiation in Arabidopsis thaliana. Plant Cell. 17, 3035-3050 (2005).
  12. De Rybel, B., et al. A role for the root cap in root branching revealed by the non-auxin probe naxillin. Nat. Chem. Biol. 8, 798-805 (2012).
  13. Jansen, L., et al. Comparative transcriptomics as a tool for the identification of root branching genes in maize. Plant Biotechnol. J. 11, 1092-1102 (2013).
  14. Parizot, B., et al. Diarch symmetry of the vascular bundle in Arabidopsis root encompasses the pericycle and is reflected in distich lateral root initiation. Plant Physiol. 146, 140-148 (2008).
  15. Murashige, T., Skoog, F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15, 473-497 (1962).
  16. Bellini, C., Pacurar, D. I., Perrone, I. Adventitious roots and lateral roots: similarities and differences. Annu Rev Plant Biol. 65, 639-666 (2014).
  17. Grunewald, W., Parizot, B., Inzé, D., Gheysen, G., Beeckman, T. Developmental biology of roots: One common pathway for all angiosperms? Int. J. Plant Dev. Biol. 1, 212-225 (2007).
  18. Parizot, B., Beeckman, T. Genomics of root development. Root Genomics and Soil Interactions. Crespi, M. , 3-28 (2012).
  19. Bargmann, B. O., Birnbaum, K. D. Fluorescence activated cell sorting of plant protoplasts. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2010).
  20. Nakazono, M., Qiu, F., Borsuk, L. A., Schnable, P. S. Laser-capture microdissection, a tool for the global analysis of gene expression in specific plant cell types: identification of genes expressed differentially in epidermal cells or vascular tissues of maize. Plant Cell. 15, 583-596 (2003).
  21. Ludwig, Y., Hochholdinger, F. Laser microdissection of plant cells. Methods Mol Biol. 1080, 249-258 (2014).
  22. Beeckman, T., Engler, G. An easy technique for the clearing of histochemically stained plant tissue. Plant Mol. Biol. Rep. 12, 37-42 (1994).
  23. Ditengou, F. A., et al. Mechanical induction of lateral root initiation in Arabidopsis thaliana. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105, 18818-18823 (2008).
  24. Lucas, M., Godin, C., Jay-Allemand, C., Laplaze, L. Auxin fluxes in the root apex co-regulate gravitropism and lateral root initiation. J. Exp. Bot. 59, 55-66 (2008).
  25. Wang, S., Taketa, S., Ichii, M., Xu, L., Xia, K., Zhou, X. Lateral root formation in rice (Oryza Sativa. L.): differential effects of indole-3-acetic acid and indole-3-butyric acid. Plant Growth Regul. 41, 41-47 (2003).
  26. Martinez-de la Cruz, E., Garcia-Ramirez, E., Vazquez-Ramos, J. M., Reyes de la Cruz, H., Lopez-Bucio, J. Auxins differentially regulate root system architecture and cell cycle protein levels in maize seedlings. J Plant Physiol. 176, 147-156 (2015).
  27. Beyer, E. M., Morgan, P. W. Effect of ethylene on uptake, distribution, and metabolism of indoleacetic acid-1-14C and -2-14C and naphthaleneacetic acid-1-14C. Plant Physiol. 46, 157-162 (1970).
  28. Delbarre, A., Muller, P., Imhoff, V., Guern, J. Comparison of mechanisms controlling uptake and accumulation of 2,4-dichlorophenoxy acetic acid, naphthalene-1-acetic acid, and indole-3-acetic acid in suspension-cultured tobacco cells. Planta. 198, 532-541 (1996).
  29. Bailey-Serres, J. Microgenomics: genome-scale, cell-specific monitoring of multiple gene regulation tiers. Annu Rev Plant Biol. 64, 293-325 (2013).
  30. Perez-Torres, C. A., et al. Phosphate availability alters lateral root development in Arabidopsis by modulating auxin sensitivity via a mechanism involving the TIR1 auxin receptor. Plant Cell. 20, 3258-3272 (2008).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

Bitki BiyolojisiSay 107Yanal K k nd klenebilir SistemilrisYanal K k Ba latmaYanal K k Geli imiArabidopsisM s rtranskriptomik

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır