Name: a strategy to validate the role of callose-mediated plasmodesmal gating in the tropic response
Uploaded: 2016-04-17T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Strategy to Validate the Role of Callose-mediated Plasmodesmal Gating in the Tropic Response at JoVE.com

Esta pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia (NRF-2015R1A2A1A10053576), e por uma bolsa do Programa Next-Generation BioGreen 21 (SSAC, conceder PJ01137901), Administração de Desenvolvimento Rural, República da Coreia. RK, WS, ABB e DK foram apoiados por Cérebro Coreia do 21 programa Plus (BK21 +).

1. Seleção de mutantes com alterações da resposta fototrópicas e gravitrópico <ol><li> Prepare 1x Murashige e Skoog (MS) Médio, pH 5,7, com 0,8% Agar Um dia antes do experimento. <ol><li> Adicione 800 ml de água bidestilada a um frasco cónico de 2 L e mexa com uma barra magnética. </li><li> Adicionar 4,4 g de sal de MS ao frasco cónico. </li><li> Adicionar 0,5 g de 2- (N-morfolino) etano sulfónico (MES) e agita-se até que todos os sais sejam completamente dissolvidos. </li><li> Ajustar o pH do meio a 5,7 ...

<ol>
	<li>Went, F. W., Thimann, K. V., Bard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phytohormones.">Phytohormones.</a> Experimental biology monographs. , 204 (1937).</li><li>Bennett, M. J., 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=Arabidopsis+AUX1+gene:+a+permease-like+regulator+of+root+gravitropism.">Arabidopsis AUX1 gene: a permease-like regulator of root gravitropism.</a> Science. 273 (5277), 948-950 (1996).</li><li>Christensen, S. K., Dagenais, N., Chory, J., Weigel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+auxin+response+by+the+protein+kinase+PINOID.">Regulation of auxin response by the protein kinase PINOID.</a> Cell. 100 (4), 469-478 (2000).</li><li>Jurgens, G., Geldner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+high+road+and+the+low+road:+trafficking+choices+in+plants.">The high road and the low road: trafficking choices in plants.</a> Cell. 130 (6), 977-979 (2007).</li><li>Michniewicz, 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=Antagonistic+regulation+of+PIN+phosphorylation+by+PP2A+and+PINOID+directs+auxin+flux.">Antagonistic regulation of PIN phosphorylation by PP2A and PINOID directs auxin flux.</a> Cell. 130 (6), 1044-1056 (2007).</li><li>Noh, B., Bandyopadhyay, A., Peer, W. A., Spalding, E. P., Murphy, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+gravi-+and+phototropism+in+plant+mdr+mutants+mislocalizing+the+auxin+efflux+protein+PIN1.">Enhanced gravi- and phototropism in plant mdr mutants mislocalizing the auxin efflux protein PIN1.</a> Nature. 423 (6943), 999-1002 (2003).</li><li>Weijers, D., Friml, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Snap+Shot:+auxin+signaling+and+transport.">Snap Shot: auxin signaling and transport.</a> Cell. 136 (6), 1172-1172 (2009).</li><li>Wisniewska, J., 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=Polar+PIN+localization+directs+auxin+flow+in+plants.">Polar PIN localization directs auxin flow in plants.</a> Science. 312 (5775), 883 (2006).</li><li>Murphy, A. S., Hoogner, K. R., Peer, W. A., Taiz, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification,+purification,+and+molecular+cloning+of+N-1-naphthylphthalmic+acid-binding+plasma+membrane-associated+aminopeptidases+from+Arabidopsis.">Identification, purification, and molecular cloning of N-1-naphthylphthalmic acid-binding plasma membrane-associated aminopeptidases from Arabidopsis.</a> Plant Physiol. 128 (3), 935-950 (2002).</li><li>Kleine-Vehn, J., Friml, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polar+targeting+and+endocytic+recycling+in+auxin-dependent+plant+development.">Polar targeting and endocytic recycling in auxin-dependent plant development.</a> Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 24, 447-473 (2008).</li><li>Yang, Y., Hammes, U. Z., Taylor, C. G., Schachtman, D. 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R., 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=Root+gravitropism+is+regulated+by+a+transient+lateral+auxin+gradient+controlled+by+a+tipping+point+mechanism.">Root gravitropism is regulated by a transient lateral auxin gradient controlled by a tipping point mechanism.</a> Proc. Natl. Acad. Sci.USA. 109 (12), 4668-4673 (2012).</li><li>Vanneste, S., Friml, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auxin:+a+trigger+for+change+in+plant+development.">Auxin: a trigger for change in plant development.</a> Cell. 136 (6), 1005-1016 (2009).</li><li>Han, X., 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=Auxin-callose-mediated+plasmodesmal+gating+is+essential+for+tropic+auxin+gradient+formation+and+signaling.">Auxin-callose-mediated plasmodesmal gating is essential for tropic auxin gradient formation and signaling.</a> Dev. Cell. 28 (2), 132-146 (2014).</li><li>Kumar, R., Kumar, D., Hyun, T. K., Kim, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Players+at+plasmodesmal+nano-channels.">Players at plasmodesmal nano-channels.</a> J. Plant Biol. 58, 75-86 (2015).</li><li>Chen, X. Y., 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+callose+synthase+gene+GSL8+is+required+for+cytokinesis+and+cell+patterning.">The Arabidopsis callose synthase gene GSL8 is required for cytokinesis and cell patterning.</a> Plant Physiol. 150, 105-113 (2009).</li></ol>

Neste manuscrito, uma estratégia para a tela mutante / sobre-expressão linhas que são defeituosos nas respostas fototrópicas e gravitrópico devido a calejado PD alterada e, portanto, PD SEL é descrito em detalhes. a síntese e degradação de calose PD é conseguida principalmente por sintases de calose e β-1,3-glucanases, mas a regulação destes enzimas é controlada por muitos factores a montante. Para procurar tais factores a montante ou candidatos que estão diretamente envolvidos na regulação do PD, criá...

Plantas, como organismos vivos sésseis, desenvolveram uma rede altamente sofisticada de sinalização de célula a célula para abordar vários estímulos ambientais. respostas Tropic são um dos fenômenos pelo qual as plantas respondem a estímulos ambientais. Plantas mostram dois principais trópico respostas, phototropism e gravitropismo. plantas fotossintéticas dobrar em direção à fonte de luz por phototropism para colher o máximo de energia. Da mesma forma, gravitropismo faz as plantas a crescer em direção ao centro da gravidade. O mecanismo fundamental que leva a tais respostas tropicais envolve a formação de gradiente assimétrica da auxina phytohormone 1. O ato de formação de gradiente de auxina local está bem caracterizada; os genes que estão envolvidos neste mecanismo fornecem um roteiro para a ação do hormônio 2-8. A posição específica de transportadores de efluxo de auxina, tais como o pino-formado (PIN) e P-glicoproteínas, executa o movimento de auxina a partir do citoplasma para a parede celular de células do doador 9,10. Furthermore, pela actividade simporte + H activo / IAA de transportadores de influxo de auxina, tais como as proteínas da família AUX1 LAX /, auxina é finalmente entregue às células receptoras adjacentes 2,11,12. Este movimento direcional da auxina é conhecido como transporte de auxina polar (PAT). PAT leva a uma distribuição diferencial de auxina durante vários estágios de desenvolvimento e em resposta a diferentes estímulos ambientais 13,14. Além disso, a interrupção na localização ou a expressão de qualquer um destes transportadores de influxo ou efluxo de auxina conduz a uma alteração grave na PAT, o que provoca uma perturbação do gradiente de auxina, que conduz a defeitos de desenvolvimento. Recentemente, Han et ai. informou que a regulamentação plasmodesmal também é necessário para manter o gradiente de auxina 15. Até à data, mais de 30 proteínas plasmodesmal foram identificados 16. Entre estas proteínas, AtGSL8 foi classificado como uma enzima chave para a síntese de calose em plasmodesmos (PD) e, consequentemente, desempenha um papel vital na maintaining o limite de tamanho PD exclusão (SEL). Expressão AtGSL8 reprimida resultou em um padrão de gradiente auxina distorcida levando a nenhuma resposta trópico em contraste com mudas de tipo selvagem 15. Neste manuscrito, métodos para explorar novos genes candidatos que estão envolvidos na regulação do PD são fornecidos. AtGSL8 foi utilizado como uma proteína modelo para testar estes métodos, uma vez que é uma enzima chave contribuindo para PD biossíntese de calose. Devido à letalidade da plântula-gsl8 knock-out mutantes 17, a dexametasona (DEX) linhas de ARNi -inducible foram usadas de acordo com um relatório publicado anteriormente 15. A estratégia aqui fornecida pode ser adaptado para rastrear os genes que estão implicados na resposta hipocótilo trópico controlado por PD SEL.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="890">
	<tbody>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:223px;">HPTS (8-Hydroxypyrene -1,3,6-trisulfonic acid trisodium salt)</td>
			<td style="width:157px;">Sigma</td>
			<td style="width:175px;">H1529-1G</td>
			<td style="width:335px;">Fluorescent dye as symplasmic tracer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">LE Agarose</td>
			<td style="width:157px;">Dongin-Genomic</td>
			<td style="width:175px;">GEL001-500G</td>
			<td style="width:335px;">Used for HPTS agarose block</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Microwave oven</td>
			<td style="width:157px;">LG-Goldstar</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:335px;">Machine for boiling agarose gel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">100 mL glass conical flask</td>
			<td style="width:157px;">Dong Kwang</td>
			<td style="width:175px;">A0205</td>
			<td style="width:335px;">Used to boil HPTS agarose gel</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:223px;">Petri Dish (35x10 mm)</td>
			<td style="width:157px;">SPL life sciences</td>
			<td style="width:175px;">SPL10035</td>
			<td style="width:335px;">Used to make HPTS agarose blocks and wash plant samples&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="79">
			<td height="79" style="height:79px;width:223px;">Microscope cover slides and glass slides (24 x 50 mm)</td>
			<td style="width:157px;">Marienfeld Laboratory Glassware</td>
			<td style="width:175px;">101222</td>
			<td style="width:335px;">Used for HPTS agarose blocks and microscopic sample preparation</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:223px;">MS medium plates 125 x 125 x 20 mm</td>
			<td style="width:157px;">SPL life sciences</td>
			<td style="width:175px;">SPL11125</td>
			<td style="width:335px;">Plates to make MS agar medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Scissors</td>
			<td style="width:157px;">Germany Stainless</td>
			<td style="width:175px;">HSB 942-11</td>
			<td style="width:335px;">Used to excise hook region of plant samples</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:223px;">Murashige and Skoog (MS) basal salt mixture</td>
			<td style="width:157px;">Duchefa</td>
			<td style="width:175px;">P10453.01</td>
			<td style="width:335px;">MS medium including vitamins.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:223px;">(N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES) monohydrate</td>
			<td style="width:157px;">Bioshop</td>
			<td style="width:175px;">3G30212</td>
			<td style="width:335px;">To make MS media.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Plant agar</td>
			<td style="width:157px;">Duchefa</td>
			<td style="width:175px;">P1001.1000</td>
			<td style="width:335px;">To solidify MS media.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Autoclave</td>
			<td style="width:157px;">ALP</td>
			<td style="width:175px;">CL-40L</td>
			<td style="width:335px;"></td>
		</tr>
		<tr height="56">
			<td height="56" style="height:56px;width:223px;">Shaker</td>
			<td style="width:157px;">Wise Mix</td>
			<td style="width:175px;">SHO-1D</td>
			<td style="width:335px;">To wash off the aniline blue staining buffer and HPTS dye in a placid way.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">1 ml Blue tips</td>
			<td style="width:157px;">Sorenson</td>
			<td style="width:175px;">10040</td>
			<td style="width:335px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">1 ml pipette</td>
			<td style="width:157px;">BioPette</td>
			<td style="width:175px;">L-1101-2</td>
			<td style="width:335px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Surgical tape</td>
			<td style="width:157px;">MIcropore</td>
			<td style="width:175px;">1530-0</td>
			<td style="width:335px;">To seal the MS plate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Aniline blue (Methyl blue)</td>
			<td style="width:157px;">Sigma</td>
			<td style="width:175px;">M5528-25G</td>
			<td style="width:335px;">Used to prepare aniline blue staining buffer.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Glycine</td>
			<td style="width:157px;">Bioshop</td>
			<td style="width:175px;">GLN001</td>
			<td style="width:335px;">Used to prepare aniline blue staining buffer.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">DDG</td>
			<td style="width:157px;">Sigma</td>
			<td style="width:175px;">D8375-1G</td>
			<td style="width:335px;">Used for the inhibition of callose synthases.</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:223px;">Confocal microscope</td>
			<td style="width:157px;">Olympus</td>
			<td style="width:175px;">FV1000MPE SIM</td>
			<td style="width:335px;">To check aniline blue staining and HPTS dye loading result.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Stirrer&#160;</td>
			<td style="width:157px;">I lab&#160;</td>
			<td style="width:175px;">K400</td>
			<td style="width:335px;">To mix media solution.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Aluminium foil</td>
			<td style="width:157px;">SW cooking foil</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:335px;">To wrap plates in a dark condition.</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:223px;">Sodium hypochlorite</td>
			<td style="width:157px;">Samjin Industry</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:335px;">To surface-sterilized seeds</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a strategy to validate the role of callose-mediated plasmodesmal gating in the tropic response

A auxina hormona vegetal desempenha um papel importante em muitos processos de crescimento e desenvolvimento, incluindo respostas trópico à luz e gravidade. O estabelecimento de um gradiente de auxina é um evento chave levando a phototropism e gravitropismo. Anteriormente, foi demonstrado polar do transporte de auxina (PAT) para estabelecer um gradiente de auxina em diferentes domínios celulares de plantas. No entanto, Han et ai. Demonstraram recentemente que a formação adequada gradiente de auxina, plasmodesmal conectividade symplasmic mediada por calose entre as células adjacentes é também um factor crítico. Neste manuscrito, a estratégia para elucidar o papel de genes específicos, que podem afetar phototropism e gravitropismo alterando a conectividade symplasmic através de modulação de síntese calejado plasmodesmal, é discutido. O primeiro passo é o despiste de respostas aberrantes trópico de 3 dias de idade de plântulas estioladas mutantes ou sobre-expressão de um gene linhas juntamente com o tipo selvagem. Este rastreio preliminarpodem levar à identificação de uma série de genes que funcionam em PAT ou controladores conectividade symplasmic. O segundo rastreio envolve a triagem dos candidatos que mostram respostas trópico alterada por afetar a conectividade symplasmic. Para lidar com tais candidatos, foi examinado o movimento de um marcador symplasmic e a deposição de calose plasmodesmal. Esta estratégia seria útil para explorar novos genes candidatos que podem regular a conectividade symplasmic directa ou indirectamente as respostas durante trópico e outros processos de desenvolvimento.

Na configuração atual, dexametasona (DEX) -inducible linhas RNAi de AtGSL8 [daqui em diante dsGSL8 (+ dex / -Dex)] foram utilizados, como gsl8 homozigotos mutantes de inserção de T-DNA são mudas letal 18. Três dias de idade de plântulas estioladas dsGSL8 e mudas de tipo selvagem com Dex ± foram expostos a estímulos fototrópicos e gravitrópico. Descobrimos que dsGSL8 (+ dex) mudas eram defeituosos em phototropism e gravitr...

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A Strategy to Validate the Role of Callose-mediated Plasmodesmal Gating in the Tropic Response

Este artigo descreve os métodos para o rastreio dos genes que controlam a permeabilidade plasmodesmal e inclinação, portanto, auxina durante a resposta trópico. Isto inclui a medição do grau de resposta trópico no hipocótilo da Arabidopsis thaliana e verificar a permeabilidade plasmodesmal pelo ácido 8-hidroxipireno-1,3,6-trissulfónico carregamento (HPTS) e avaliação do nível de finalmente calejado.

Uma estratégia para validar o papel da mediada por calejado Plasmodesmal Gating na Tropic Response

The plant hormone auxin plays an important role in many growth and developmental processes, including tropic responses to light and gravity. The ...

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