Name: a seed coat bedding assay to genetically explore in vitro how the endosperm controls seed germination in arabidopsis thaliana
Uploaded: 2013-11-09T21:00:00
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この作品は、スイス国立科学財団からの補助金によって、ジュネーブ州によってサポートされていました。

SCBAが組み立てられると、胚の成長は、数日間にわたって監視される。したがって、SCBAのシード切開手順および組立前、人は、胚成長に対する種皮物質の効果の適切な評価を防ぐことができる将来の汚染を避けるために、種子を殺菌する必要がある。 1。種子消毒<ol><li> 1.5ミリリットルの微量遠心管に成熟し、乾燥したシロイヌナズナの種子の50〜60μLを注ぎ、70?...

<ol>
	<li>Debeaujon, I., Leon-Kloosterziel, K. M., Koornneef, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+the+testa+on+seed+dormancy,+germination,+and+longevity+in+Arabidopsis.">Influence of the testa on seed dormancy, germination, and longevity in Arabidopsis.</a> Plant Physiol. 122, 403-414 (2000).</li><li>Baroux, C., Spillane, C., Grossniklaus, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutionary+origins+of+the+endosperm+in+flowering+plants.">Evolutionary origins of the endosperm in flowering plants.</a> Genome Biol. 3, reviews1026 (2002).</li><li>Debeaujon, I., Lepiniec, L., Pourcel, L., Routaboul, J. -. M., Bradford, K., Nonogaki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Seed development, dormancy and germination. , 25-43 (2007).</li><li>Finch-Savage, W. E., Leubner-Metzger, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seed+dormancy+and+the+control+of+germination.">Seed dormancy and the control of germination.</a> New Phytol. 171, 501-523 (2006).</li><li>Bethke, P. 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=The+Arabidopsis+aleurone+layer+responds+to+nitric+oxide,+gibberellin,+and+abscisic+acid+and+is+sufficient+and+necessary+for+seed+dormancy.">The Arabidopsis aleurone layer responds to nitric oxide, gibberellin, and abscisic acid and is sufficient and necessary for seed dormancy.</a> Plant Physiol. 143, 1173-1188 (2007).</li><li>Lee, K. P., Piskurewicz, U., Tureckova, V., Strnad, M., Lopez-Molina, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+seed+coat+bedding+assay+shows+that+RGL2-dependent+release+of+abscisic+acid+by+the+endosperm+controls+embryo+growth+in+Arabidopsis+dormant+seeds.">A seed coat bedding assay shows that RGL2-dependent release of abscisic acid by the endosperm controls embryo growth in Arabidopsis dormant seeds.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 19108-19113 (2010).</li><li>Reed, J. W., Nagatani, A., Elich, T. D., Fagan, M., Chory, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phytochrome+A+and+Phytochrome+B+Have+Overlapping+but+Distinct+Functions+in+Arabidopsis+Development.">Phytochrome A and Phytochrome B Have Overlapping but Distinct Functions in Arabidopsis Development.</a> Plant Physiol. 104, 1139-1149 (1994).</li><li>Shinomura, T., 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=Action+spectra+for+phytochrome+A-+and+B-specific+photoinduction+of+seed+germination+in+Arabidopsis+thaliana.">Action spectra for phytochrome A- and B-specific photoinduction of seed germination in Arabidopsis thaliana.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93, 8129-8133 (1996).</li><li>Lee, K. P., 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=Spatially+and+genetically+distinct+control+of+seed+germination+by+phytochromes+A+and+B.">Spatially and genetically distinct control of seed germination by phytochromes A and B.</a> Genes Dev. 26, 1984-1996 (2012).</li><li>Lee, K. P., Lopez-Molina, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+seed+germination+in+the+shade.">Control of seed germination in the shade.</a> Cell Cycle. 11, 4489-4490 (2012).</li><li>Piskurewicz, U., 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+gibberellic+acid+signaling+repressor+RGL2+inhibits+Arabidopsis+seed+germination+by+stimulating+abscisic+acid+synthesis+and+ABI5+activity.">The gibberellic acid signaling repressor RGL2 inhibits Arabidopsis seed germination by stimulating abscisic acid synthesis and ABI5 activity.</a> Plant Cell. 20, 2729-2745 (2008).</li><li>Piskurewicz, U., Tureckova, V., Lacombe, E., Lopez-Molina, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Far-red+light+inhibits+germination+through+DELLA-dependent+stimulation+of+ABA+synthesis+and+ABI3+activity.">Far-red light inhibits germination through DELLA-dependent stimulation of ABA synthesis and ABI3 activity.</a> EMBO J. 28, 2259-2271 (2009).</li><li>Debeaujon, I., Koornneef, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gibberellin+requirement+for+Arabidopsis+seed+germination+is+determined+both+by+testa+characteristics+and+embryonic+abscisic+acid.">Gibberellin requirement for Arabidopsis seed germination is determined both by testa characteristics and embryonic abscisic acid.</a> Plant Physiol. 122, 415-424 (2000).</li><li>Sun, T. P., Kamiya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Arabidopsis+GA1+locus+encodes+the+cyclase+ent-kaurene+synthetase+A+of+gibberellin+biosynthesis.">The Arabidopsis GA1 locus encodes the cyclase ent-kaurene synthetase A of gibberellin biosynthesis.</a> Plant Cell. 6, 1509-1518 (1994).</li><li>Alonso, J. M., 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=Genome-wide+insertional+mutagenesis+of+Arabidopsis+thaliana.">Genome-wide insertional mutagenesis of Arabidopsis thaliana.</a> Science. 301, 653-657 (2003).</li><li>Rook, 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=Impaired+sucrose-induction+mutants+reveal+the+modulation+of+sugar-induced+starch+biosynthetic+gene+expression+by+abscisic+acid+signalling.">Impaired sucrose-induction mutants reveal the modulation of sugar-induced starch biosynthetic gene expression by abscisic acid signalling.</a> Plant J. 26, 421-433 (2001).</li></ol>

ここで説明する種皮寝具アッセイ（SCBA）手続きは、原則として、 シロイヌナズナ種子の発芽がブロック（または遅延）と胚乳がこの逮捕を実装するために疑われているどのような状況にも適用可能である。後者は、種皮（種皮や胚乳）を除去し、胚は種皮に囲まれているときと比較してより高速な胚成長が進行が認められていることを観察することによって証明することができます?...

シロイヌナズナ成熟種子において、種皮は種皮、母体起源の死んだ組織の外部層と、胚乳、胚芽、直接1を取り巻く生きている組織の単一細胞層から構成されている。胚乳および胚は、別々の受精イベントから派生されています。胚が1妊産婦と1父方ゲノム2と二倍体組織であるのに対し、胚乳は母親の2と1父方ゲノムと三倍体組織である。 伝統的に胚乳に割り当てられた主な機能は、栄養組織のものである。しかしながら、胚乳はまた、種子の発芽を制御するための中心的な役割を果たしていることがますます明らかになってきている。この概念は、休眠の場合には新たに生産、種子が示す特性最初に明らかになった。休眠種子は、良好な発芽条件が存在するにもかかわらず、発芽していない。種子は熟成期間後に休眠を失い、nondormanなる良好な発芽条件にさらされたときtは、 すなわち 、それらは発芽する。種皮の除去は、胚の成長と緑化3,4をトリガーするため、モデル植物シロイヌナズナを含む多くの植物種では、種皮が絶対的に休眠種子の発芽を防止するために必要とされる。 シロイヌナズナにおいて、Bethke らは、発芽が胚乳5を囲む胚乳を維持しながら種皮を除去した後に抑圧されたままであることを観察した。これらの観​​察は、胚乳が胚に対して抑制活性を発揮種皮内の組織であることを示した。しかし、種皮除去実験は必ずしも種皮が提供する発芽抑制活性の性質を明らかにしたり、それを実装する遺伝子を同定する助けていない。 我々は最近、種皮と胚を物理的に分離されますが、近いproxiに保存されてい種皮寝具アッセイ（SCBA）を導入公正妥当胚乳によって提供発芽抑制活性を6に維持されるようになっている。 SCBAは、休眠非休眠の、そして遺伝子組み換え種子コートおよび胚性材料の組み合わせを使用することができます。その結果、遺伝的経路の発芽を制御し、特に胚乳及び胚において動作を解剖することができる。 SCBAは胚乳6はその成長を抑制するために、胚に向かって植物ホルモンのアブシジン酸（ABA）を放出することを示すために休眠の文脈で使用した。さらに私たちは、休眠を促進するため、胚乳や胚組織で動作してシグナル伝達経路を特定するためにSCBAを使用することができます。 発芽を制御するために、胚乳の役割は、（FR）遠赤色光のパルスにさらされる非休眠の種子の場合を考慮することによって強化された。初期の種子吸水時のFR光パルスは7,8発芽を阻害することが知られている。種皮は種子からのFR光のパルスを取り出した際に強く胚乳はまた、非休眠の種子の9の発芽を抑制することができることを示唆し、発芽を抑制することができませんでした。注目すべきことに、SCBAはまた、発芽のFR-依存性阻害を再現するために用いることができる。これは種子発芽のFR依存性阻害にも胚乳9からのABAの放出を伴うプロセスであることを示すことができました。さらに、SCBAは、胚乳と光の合図9,10に対応して非休眠の種子の発芽を制御するために、胚で動作し、異なる光シグナル伝達経路を特定することができました。 SCBAは、種子発芽の制御のコンテキストで胚乳の機能を探索するために信頼性の高い技術であることがありますので。また、発芽を制御するために疑われる遺伝子は胚乳、胚または両方の組織で動作するかどうかをin vitroで評価する強力なツールです。ここでは詳細はSCBAを組み立てるために必要な様々なステップを、私たち。

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>To refer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermomixer Comfort</td>
			<td>Eppendorf AG</td>
			<td>5355 000.011</td>
			<td>Eppendorf AG, Hamburg, Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacusafe Comfort</td>
			<td>INTEGRA Biosciences AG</td>
			<td>158 310</td>
			<td>Integra Biosciences AG, Zizers, Switzerland</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish plate (100 mm x 20 mm)</td>
			<td>Greiner Bio-One GmbH</td>
			<td>664 102</td>
			<td>Greiner Bio-One GmbH, Frickenhausen, Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Murashige and Skoog</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M5524</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MES</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M3671</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar (plant agar)</td>
			<td>Duchefa Biochemie B.V.</td>
			<td>P1001</td>
			<td>Duchefa Biochemie, Haarlem, Netherlands</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont forceps #5</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH</td>
			<td>11251-10</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH, Heidelberg Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe needle</td>
			<td>BD Micro-Fine</td>
			<td>324827</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon mesh (SEFAR NYTEX)</td>
			<td>SEFAR AG</td>
			<td>03-50/31</td>
			<td>Sefar AG, Heiden, Switzerland</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Growth chamber</td>
			<td>CLF Plant Climatics</td>
			<td>Percival I-30BLLX</td>
			<td>CLF plant Climatics, Wertingen, Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paclobutrazol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>46046</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a seed coat bedding assay to genetically explore in vitro how the endosperm controls seed germination in arabidopsis thaliana

シロイヌナズナ胚乳は、成熟した胚を囲むと休眠種子の発芽や（FR）遠赤色光パルスで照射非休眠の種子のことを防止するための重要な役割を果たして、単一の細胞層から構成されています。さらに胚乳によって発揮される発芽抑制活性の基礎となる分子遺伝的メカニズムへの洞察を得るために、「種皮の寝具」アッセイ（SCBA）を考案した。 SCBAは種皮の下地層の上に胚の成長を監視することができ、物理的に種子から種皮と胚を分離する解剖手順です。驚くべきことに、SCBAは、種子休眠と種子発芽のFR-依存制御のコンテキストで種皮の発芽抑圧的な活動を再構成する。 SCBAは、休眠中の非休眠の遺伝子組み換え種皮と胚性材料、発芽を制御する遺伝的経路の組み合わせを使用することができ、具体的にはOP以来胚乳および胚におけるeratingを解剖することができます。ここでは詳細はSCBAを組み立てる手順を私たち。

以前の研究は、GAを合成できない変異体の種子は、種子11,12の高いABAの蓄積の結果として、発芽することができなかったことを示した。その除去は、胚の成長13をトリガするので、発芽することができないことは、種皮が必要です。このことは、GAを合成することができない種子の胚乳は、胚の成長をブロックするためにABAを放出していることを示した。そこで、GAとABAを合成?...

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A Seed Coat Bedding Assay to Genetically Explore In Vitro How the Endosperm Controls Seed Germination in Arabidopsis thaliana

遺伝的に探索するために種皮寝具アッセイ<em&gt;体外</em&gt;どのように胚乳コントロール種子発芽<em&gt;シロイヌナズナ</em

私たちは、 シロイヌナズナの種子から種皮寝具アッセイ（SCBA）を構築する手順を紹介します。 SCBAは、遺伝的およびin vitroで探索する強力なツールであることが示されたか休眠種子中の光の合図に応答して、胚乳を制御し種子の発芽。 SCBAは胚乳が胚の成長に影響を与えることが疑われるあらゆる状況下で適用可能な原則です。

The Arabidopsis endosperm consists of a single cell layer surrounding the mature embryo and playing an essential role to prevent the germination of ...

Research

JoVE Journal

Biology

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