Name: plant growth and agrobacterium-mediated floral-dip transformation of the extremophyte schrenkiella parvula
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Plant Growth and Agrobacterium-mediated Floral-dip Transformation of the Extremophyte Schrenkiella parvula at JoVE.com

Dit werk werd gesteund door een award van de National Science Foundation MCB 1616827.

1. de plantengroei
<ol><li>
Zaad sterilisatie (optioneel)
	<ol>
<li>Bereiden van 50% bleekwater in tweemaal gedestilleerd water (ddH2van O) met 1 of 2 druppels van een niet-ionogene detergens (Zie Tabel van materialen) in een tube van 50 mL. Omkeren van de buis meerdere malen te mengen van de oplossing. Opmerking: Het verdient de voorkeur om te voeren zaad sterilisatie in een laminaire flow-kast met een UV gesteriliseerde oppervlak voor 15 min.</li>
		<li...

<ol>
	<li>Dassanayake, 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=The+genome+of+the+extremophile+crucifer+Thellungiella+parvula.">The genome of the extremophile crucifer Thellungiella parvula.</a> Nature Genetics. 43 (9), 913-918 (2011).</li><li>Oh, D. -. H., Dassanayake, M., Bohnert, H. J., Cheeseman, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life+at+the+extreme:+lessons+from+the+genome.">Life at the extreme: lessons from the genome.</a> Genome Biology. 13 (3), 241 (2012).</li><li>Whited, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Next+Top+Models.">The Next Top Models.</a> Cell. 163 (1), 18-20 (2015).</li><li>Dassanayake, M., Yun, D. O. D., Bressan, R. A., Cheeseman, J. M., Bohnert, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+scope+of+things+to+come:+New+paradigms+in+biotechnology.">The scope of things to come: New paradigms in biotechnology.</a> Plant Biotechnology and Agriculture: Prospects for the 21st Century. , 19-34 (2009).</li><li>Dittami, S. M., Tonon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genomes+of+extremophile+crucifers:+New+platforms+for+comparative+genomics+and+beyond.">Genomes of extremophile crucifers: New platforms for comparative genomics and beyond.</a> Genome Biology. 13 (8), 166 (2012).</li><li>Amtmann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+from+evolution:+Thellungiella+generates+new+knowledge+on+essential+and+critical+components+of+abiotic+stress+tolerance+in+plants.">Learning from evolution: Thellungiella generates new knowledge on essential and critical components of abiotic stress tolerance in plants.</a> Molecular Plant. 2 (1), 3-12 (2009).</li><li>Oh, D. -. H., Hong, H., Lee, S. Y., Yun, D. -. J., Bohnert, H. J., Dassanayake, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+structures+and+transcriptomes+signify+niche+adaptation+for+the+multiple-ion-tolerant+extremophyte+Schrenkiella+parvula.">Genome structures and transcriptomes signify niche adaptation for the multiple-ion-tolerant extremophyte Schrenkiella parvula.</a> Plant Physiology. 164 (4), 2123-2138 (2014).</li><li>Orsini, 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=A+comparative+study+of+salt+tolerance+parameters+in+11+wild+relatives+of+Arabidopsis+thaliana.">A comparative study of salt tolerance parameters in 11 wild relatives of Arabidopsis thaliana.</a> Journal of Experimental Botany. 61 (13), 3787-3798 (2010).</li><li>Uzilday, B., Ozgur, R., Sekmen, A. H., Yildiztugay, E., Turkan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+the+alternative+electron+sinks+and+antioxidant+defence+in+chloroplasts+of+the+extreme+halophyte+Eutrema+parvulum+(Thellungiella+parvula)+under+salinity.">Changes in the alternative electron sinks and antioxidant defence in chloroplasts of the extreme halophyte Eutrema parvulum (Thellungiella parvula) under salinity.</a> Annals of Botany. 115 (3), 449-463 (2015).</li><li>Teusink, R. S., Rahman, M., Bressan, R. A., Jenks, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cuticular+waxes+on+Arabidopsis+thaliana+close+relatives+Thellungiella+halophila+and+Thellungiella+parvula.">Cuticular waxes on Arabidopsis thaliana close relatives Thellungiella halophila and Thellungiella parvula.</a> International Journal of Plant Sciences. 163 (2), 309-315 (2002).</li><li>Jarvis, D. E., Ryu, C. H., Beilstein, M. A., Schumaker, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+roles+for+SOS1+in+the+convergent+evolution+of+salt+tolerance+in+Eutrema+salsugineum+and+Schrenkiella+parvula.">Distinct roles for SOS1 in the convergent evolution of salt tolerance in Eutrema salsugineum and Schrenkiella parvula.</a> Molecular Biology and Evolution. 31 (8), 2094-2107 (2014).</li><li>Clough, S. J., Bent, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Floral+dip:+A+simplified+method+for+Agrobacterium-mediated+transformation+of+Arabidopsis+thaliana.">Floral dip: A simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana.</a> Plant Journal. 16 (6), 735-743 (1998).</li><li>Koornneef, M., Meinke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+Arabidopsis+as+a+model+plant.">The development of Arabidopsis as a model plant.</a> Plant Journal. 61 (6), 909-921 (2010).</li><li>Bai, J., Wu, F., Mao, Y., He, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+planta+transformation+of+Brassica+rapa+and+B.+napus+via+vernalization-infiltration+methods.">In planta transformation of Brassica rapa and B. napus via vernalization-infiltration methods.</a> Protocol Exchange. 10, 1028 (2013).</li><li>Sparrow, P. A. C., Goldsack, C. M. P., &#216;stergaard, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transformation+technology+in+the+Brassicaceae.">Transformation technology in the Brassicaceae.</a> Genetics and Genomics of the Brassicaceae. , 505-525 (2011).</li><li>Hoagland, D. R., Arnon, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+water-culture+method+for+growing+plants+without+soil.">The water-culture method for growing plants without soil.</a> California Agricultural Experiment Station Circular. 347 (347), 1-32 (1950).</li><li>Saiki, 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=Primer-directed+enzymatic+amplification+of+DNA+with+a+thermostable+DNA+polymerase.">Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase.</a> Science. 239 (4839), 487-491 (1988).</li><li>Sun, Y., Sriramajayam, K., Luo, D., Liao, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Quick,+cost-free+method+of+purification+of+dna+fragments+from+agarose+gel.">A Quick, cost-free method of purification of dna fragments from agarose gel.</a> Journal of Cancer. 3, 93-95 (2012).</li><li>Sanger, F., Nicklen, S., Coulson, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+sequencing+with+chain-terminating+inhibitors.">DNA sequencing with chain-terminating inhibitors.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 74 (12), 5463-5467 (1977).</li><li>Bertani, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+Lysogenesis+I.+The+mode+of+phage+liberation+by+lysogenic+Eschericia+coli.">Studies on Lysogenesis I. The mode of phage liberation by lysogenic Eschericia coli.</a> Journal of Bacteriolgy. 62 (3), 293-300 (1951).</li><li>Koncz, C., Martini, N., Szabados, L., Hrouda, M., Bachmair, A., Schell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specialized+vectors+for+gene+tagging+and+expression+studies.">Specialized vectors for gene tagging and expression studies.</a> Plant Molecular Biology Manual. , 53-74 (1994).</li><li>Weigel, D., Glazebrook, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transformation+of+Agrobacterium+using+electroporation.">Transformation of Agrobacterium using electroporation.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2006 (30), (2006).</li><li>Murray, M. G., Thompson, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+isolation+of+high+molecular+weight+plant+DNA.">Rapid isolation of high molecular weight plant DNA.</a> Nucleic Acids Research. 8 (19), 4321-4326 (1980).</li><li>Inan, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salt+cress.+a+halophyte+and+cryophyte+Arabidopsis+relative+model+system+and+its+applicability+to+molecular+genetic+analyses+of+growth+and+development+of+extremophiles.">Salt cress. a halophyte and cryophyte Arabidopsis relative model system and its applicability to molecular genetic analyses of growth and development of extremophiles.</a> Plant Physiol. 135 (3), 1718-1737 (2004).</li><li>Ghedira, R., De Buck, S., Nolf, J., Depicker, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+efficiency+of+Arabidopsis+thaliana+floral+dip+transformation+is+determined+not+only+by+the+Agrobacterium+strain+used+but+also+by+the+physiology+and+the+ecotype+of+the+dipped+plant.">The efficiency of Arabidopsis thaliana floral dip transformation is determined not only by the Agrobacterium strain used but also by the physiology and the ecotype of the dipped plant.</a> Molecular Plant-Microbe Interactions. 26 (7), 823-832 (2013).</li><li>Shaohong, F. U., Xianya, W. E. I., Yingze, N. I. U., Shixing, G. U. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transformation+of+Brassica+napus+with+the+method+of+floral-dip.">Transformation of Brassica napus with the method of floral-dip.</a> Biotechnology: Genomics and Its Applications. , 45-49 (2005).</li><li>Li, J., Tan, X., Zhu, F., Guo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+and+simple+method+for+Brassica+napus+floral-dip+transformation+and+selection+of+transgenic+plantlets.">A rapid and simple method for Brassica napus floral-dip transformation and selection of transgenic plantlets.</a> International Journal of Biology. 2 (1), 127 (2010).</li><li>Li, H. Q., Xu, J., Chen, L., Li, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishment+of+an+efficient+Agrobacterium+tumefaciens-mediated+leaf+disc+transformation+of+Thellungiella+halophila.">Establishment of an efficient Agrobacterium tumefaciens-mediated leaf disc transformation of Thellungiella halophila.</a> Plant Cell Reports. 26 (10), 1785-1789 (2007).</li><li>Wu, G., Rossidivito, G., Hu, T., Berlyand, Y., Poethig, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traffic+lines:+New+tools+for+genetic+analysis+in+Arabidopsis+thaliana.">Traffic lines: New tools for genetic analysis in Arabidopsis thaliana.</a> Genetics. 200 (1), 35-45 (2015).</li></ol>

De fysiologische toestand van de plant aanzienlijk invloed op de efficiëntie van transformatie25. Het gebruik van gezonde en krachtige planten voor transformatie is een basisvereiste voor een succesvolle hervorming van S. parvula. Water of lichte gestresst planten zullen hebben minder bloemen in vergelijking met de gezonde planten ideaal voor transformatie (Figuur 1, midden paneel). S. parvula kunnen groeien met een lage intensiteit minder dan 130 ?...

In dit protocol beschrijven we de groei en de totstandbrenging van stabiele transgene lijnen voor het extremophyte model Schrenkiella parvula. De beschikbaarheid van een efficiënte transformatie-systeem is een kenmerk van een veelzijdige genetische model. Planten die bloeien in extreme omgevingen, waarnaar wordt verwezen als extremophytes, bieden een essentiële hulpbron voor het begrijpen van de plant aanpassingen aan milieu benadrukt. Schrenkiella parvula (voorheen Thellungiella parvula en Eutrema parvulum) is een model van dergelijke extremophyte, met het uitbreiden van genomic middelen1,2,3,4,5. Echter, transformatie protocollen hebben nog niet is gerapporteerd voor S. parvula in gepubliceerde studies.
Het genoom van S. parvula is de eerste gepubliceerde extremophyte genoom in kruisbloemenfamilie (mosterd-kool familie) en toont een uitgebreide totale genoom synteny met het niet-extremophyte model, Arabidopsis thaliana1. Dus, vergelijkende studies tussen A. thaliana en S. parvula kon profiteren van de rijkdom aan genetische studies uitgevoerd op A. thaliana om informatieve hypothesen over hoe het genoom S. parvula heeft zich ontwikkeld en geregeld anders om te gaan met benadrukt extreme milieu5,6,7. S. parvula is een van de meest zout-tolerante soorten (gebaseerd op bodem NaCl LD50) onder bekende wilde verwanten A. thaliana8. Naast de NaCl-tolerantie, S. parvula overleeft en voltooit de levenscyclus in de aanwezigheid van meerdere zout ionen bij hoge concentraties giftig voor de meeste planten7. In reactie op de abiotische stress overwegend in zijn natuurlijke habitat, het heeft zich ontwikkeld van verschillende eigenschappen, waaronder zijn verschillende bestudeerd op de biochemische of fysiologisch niveau 8,,9,10, 11.
Sinds 2010 zijn er meer dan 400 publicaties van peer-reveiwed die S. parvula gebruikt als doelsoort of gebruikt in een vergelijking met andere plant genomen. Echter kan een duidelijk knelpunt worden geïdentificeerd met een kijkje van wat voor soort studies zijn uitgevoerd. De meerderheid van deze verslagen bespreken het potentiële gebruik van S. parvula in toekomstige studies of het gebruik in vergelijkende genomic of phylogenomic studies. Als gevolg van het ontbreken van een proof-of-concept transformatie protocol vastgesteld voor S. parvula, het is niet gebruikt in functionele genomische studie, ondanks het feit dat een van de hoogste kwaliteit plant genomen beschikbaar tot op heden (> 5 Mb aanliggend N50) gemonteerd en geannoteerde in pseudomolecules van chromosoom-niveau1.
De Agrobacterium-gemedieerde floral-dip transformatie methode is de meest algemeen gebruikte methode lijnen te maken trasngenic in A. thalianageworden, en de ontwikkeling van een reproduceerbare systeem van transformatie was een kritieke factor in het succes als een genetische model12,13. Niet alle soorten van de Brassicaceae hebben echter aangetoond dat het met succes worden omgezet met behulp van de methode van de bloemen-dip ontwikkeld voor A. thaliana. Speciaal, de Brassicaceae Lineage II-soorten die S. parvula omvatten geweest recalcitrante floral-dip op basis transformatie methoden14,15.
De onbepaalde bloeiende groei gewoonte van S. parvula, gecombineerd met haar smalle blad morfologie heeft gemaakt het uitdagend om de standaard Agrobacterium-gemedieerde floral-dip transformatie methode te hanteren. In deze studie rapporteren we het gewijzigde protocol die wij hebben ontwikkeld voor reproduceerbare transformatie van S. parvula.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1303px;" width="1302">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:341px;">Agar</td>
			<td style="width:293px;">VWR International, Radnor, PA</td>
			<td style="width:127px;">90000-762</td>
			<td style="width:541px;">Bacto Agar Soldifying Agent, BD Diagnostics</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">B5 vitamins</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>G1019</td>
			<td>Gamborg&#8217;s Vitamin Solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:341px;">Desiccant</td>
			<td>W A Hammond Drierite, Xenia, OH</td>
			<td style="width:127px;">22005</td>
			<td>Indicating DRIERITE 6 mesh</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:341px;">Destination vector for plant transformation</td>
			<td>TAIR</td>
			<td style="width:127px;">Vector:6531113857</td>
			<td>pKGWFS7</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Electroporation cuvette</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>9104-5050</td>
			<td>Electroporation cuvette, round cap, 0.2 cm gap</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Electroporator</td>
			<td>BIO-RAD Laboratories, Hercules, CA</td>
			<td>1652100</td>
			<td>MicroPulser Electroporator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fertilizer beads</td>
			<td>Osmocote Garden, Marysville, OH</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Osmocote Smart-Release Plant Food&#160;Flower &#38; Vegetable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gel extraction kit</td>
			<td>iNtRON Biotechnology, Boston, MA</td>
			<td>17289</td>
			<td>MEGAquick-spin Total fragment DNA purification kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gentamicin</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>G1914-5G</td>
			<td>Gentamicin sulfate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:341px;">Glufosinate-ammonium (11.3%) herbicide (BASTA)</td>
			<td>Bayer environmental science, Montvale, NJ</td>
			<td>N/A</td>
			<td>FINALE herbicide</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kanamycin</td>
			<td>VWR International, Radnor, PA</td>
			<td>200004-444</td>
			<td>Kanamycin monosulfate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MES</td>
			<td>Bioworld, Dublin, OH</td>
			<td>41320024-2</td>
			<td>MES, Free Acid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MS salt</td>
			<td>MP Biomedicals, Santa Anna, CA</td>
			<td>092621822</td>
			<td>Hoagland&#39;s modified basal salt mixture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N6-benzylaminopurine (BA)&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>B3274</td>
			<td>6-Benzylaminopurine solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NaCl</td>
			<td>Sigma-Alrich</td>
			<td>S7653</td>
			<td>Sodium chloride</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Non-ionic detergent</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>9005-64-5</td>
			<td>TWEEN 20&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:341px;">Plasmid isolation kit</td>
			<td>Zymo Research, Irvine, CA</td>
			<td>D4036</td>
			<td>Zyppy Plasmid Kits</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Recombinase enzyme mix kit</td>
			<td>Life Technology</td>
			<td>11791-020</td>
			<td>Gateway LR Clonase II Enzyme mix</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rifampicin</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>R3501-1G</td>
			<td>Rifampicin, powder, &#62;= 97% (HPLC)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Shaking incubator</td>
			<td>ThermoFisher Scientific, Waltham, MA</td>
			<td>SHKE4450</td>
			<td>MaxQ 4450 Benchtop Orbital Shakers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Soil mix</td>
			<td>Sun Gro</td>
			<td>SUN239223328CFLP</td>
			<td>Sun Gro Metro-Mix 360 Grower Mix</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Spectinomycin</td>
			<td>VWR International, Radnor, PA</td>
			<td>IC15206705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile 50ml conical tubes</td>
			<td>USA Scientific, Ocala, FL</td>
			<td>1500-1811</td>
			<td>50 ml conical screw cap tubes, copolymer, racks, sterile</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sucrose</td>
			<td>VWR International, Radnor, PA</td>
			<td>57-50-1</td>
			<td>Sucrose, ACS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surfactant solution</td>
			<td>Lehle seeds, Round Rock, TX</td>
			<td>VIS-02</td>
			<td>Silwet L-77</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Topoisomerase-based cloning kit</td>
			<td>Life Technologies, Carlsbad, CA</td>
			<td>K240020</td>
			<td>pENTR/D-TOPO Cloning Kit, with One Shot TOP10 Chemically Competent E. coli</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tryptone</td>
			<td>VWR International, Radnor, PA</td>
			<td>90000-282</td>
			<td>BD Bacto Tryptone, BD Biosciences</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Yeast Extract</td>
			<td>VWR International, Radnor, PA</td>
			<td>90000-722&#160;</td>
			<td>BD Bacto Yeast Extract, BD Biosciences</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

plant growth and agrobacterium-mediated floral-dip transformation of the extremophyte schrenkiella parvula

Schrenkiella parvula is een extremophyte aangepast aan verschillende abiotische stress, met inbegrip van meervoudige ion toxiciteit druk. Ondanks hoge kwaliteit genomic middelen beschikbaar om te bestuderen hoe de planten zich aanpassen aan milieu benadrukt, zijn waarde als een model van de functionele genomica en gereedschap heeft is beperkt door het ontbreken van een haalbaar transformatie-systeem. In dit protocol rapporteren we hoe te genereren van stabiele transgene S. parvula lijnen met behulp van een methode met Agrobacterium-gemedieerde floral-dip. We bewerkt de transformatie-protocol dat wordt gebruikt voor A. thaliana ter verantwoording voor de unieke eigenschappen van S. parvula, zoals de gewoonte van een onbepaalde bloei en een gehalte aan hoge epicuticular was op Bladeren. S. parvula zaden waren kort, gelaagde bij 4 ° C voor vijf dagen voor het planten. Planten zijn geteeld op een fotoperiode van een 14 h licht en 10 uur donker en een 130 µmol m-2s-1 lichtintensiteit, bij 22 ° C tot 24 ° C. Acht tot negen weken oude planten met meerdere bloeiwijzen werden geselecteerd voor transformatie. Deze bloeiwijzen werden ondergedompeld in een oplossing van de infiltratie van Agrobacterium tumefaciens GV3101 uitvoering van de pMP90RK -plasmide. Wij uitgevoerd twee rondes van de bloem dompelen met een interval van drie tot vier weken de transformatie-efficiëntie te verhogen. De T1 zaden werden verzameld en gedroogd voor vier weken in een container met droogmiddelen alvorens kiemkracht aan het scherm voor kandidaat getransformeerd lijnen. Weerstand tegen BASTA werd gebruikt om het scherm T1 planten. Wij de oplossing BASTA gespoten driemaal met een tussenpauze van drie dagen vanaf twee weken oude planten om valse positieven. Een valproef BASTA werd uitgevoerd op het overleven van de individuele planten te identificeren waar positieve transformants. De efficiëntie van de transformatie was 0.033%, opbrengst 3 – 4 transgene planten per 10.000 T1 zaden gekweekt.

Ontwikkelden we een transformatie-protocol waarmee oogsten van T0 zaden binnen 150 dagen, met behulp van een methode van de bloemen-dip aangepast ten opzichte van die voor A. thaliana. Figuur 1 toont een overzicht van de tijdlijn en S. parvula planten die de optimale fase vertegenwoordigen voor het uitvoeren van de transformatie via floral-dip. Wij hebben gekozen S. parvula planten met 70 –80 bloemen in meerdere bloeiwi...

Watch this Scientific Journal Video about Plant Growth and Agrobacterium-mediated Floral-dip Transformation of the Extremophyte Schrenkiella parvula at JoVE.com

Plant Growth and Agrobacterium-mediated Floral-dip Transformation of the Extremophyte Schrenkiella parvula

Planten groei en Agrobacterium-gemedieerde Floral-dip transformatie van de Extremophyte Schrenkiella parvula

Agrobacterium-gemedieerde transformatie met een bloemen-dip-methode kan met succes worden gebruikt om het creëren van stabiele transgene lijnen van het extremophyte model Schrenkiella parvula. We presenteren een protocol aangepast ten opzichte van die voor Arabidopsis thaliana, overwegen verschillende groei gewoonten en fysiologische kenmerken van de extremophyte.

Schrenkiella parvula is an extremophyte adapted to various abiotic stresses, including multiple ion toxicity stresses. Despite high-quality genomic ...

Deze methode, een reproduceerbare transformatie protocol voor Schrenkiella parvula, kan helpen bij het beantwoorden van vragen op het gebied van plantaardige vergelijkende en functionele genoming, met name studies onderzoeken van plantaardige aanpassingen aan barre omgevingen. Deze techniek maakt het mogelijk om routinefuncties in Schrenkiella-parvula op het extremofyte te onderzoeken, aangepast aan multi-ionzoutspanningen. Het maakt ook vergelijkende studies mogelijk die ook naar zijn naaste verwant kijken, de moederouder Aribidopsis Thaliana.Schrenkiella Parvula vergelijken met Aribidopsis Thaliana kan inzicht geven in varianties in genregulatie en functie die de unieke aanpassing van Schrenkiella parvula mogelijk maken. Het transformatieprotocol voor Arabidopsis Thaliana is al goed ingeburgerd. De methode maakt nu vergelijkende studies met behulp van transgene Schrenkiella Parvula planten.Over het algemeen onderzoekers nieuw op deze methode zal worstelen vanwege de bloeiende gewoonte en de bladmorfologie van Schrenkiella Parvula planten die effectieve transformatie met behulp van een flora dip evenals de selectie van echte transformatoren moeilijk. Om te beginnen, gebruik maken van een natte tandenstoker om ongeveer 20 tot 25 S.Parvula zaden over te brengen op natte grond. Dan stratificeren de zaden op vier graden Celsius gedurende vijf tot zeven dagen.Na de gelaagdheid, terug de zaden naar de groeikamer voor zeven tot 10 dagen. Zodra alle zaailingen hebben ontkiemd, laat slechts een zaailing in elk van de vier hoeken en in het midden van de potten. Kweek de planten gedurende acht tot tien weken in de groeikamer tot ze bloeien.Selecteer op de dag van transformatie S.Parvula-planten volgens het tekstprotocol. Gebruik tangen en kleine schaar om alle bestoven bloeiwijzen die zich al ontwikkelen tot siliques te verwijderen. Nadat de planten klaar zijn, bereidt u een agrobacterium-infiltratieoplossing voor.Daarna dip je de S.Parvula-bloeiwijze in agrobacterium-infiltratieoplossing gedurende 20 seconden. Hier wordt het vroegste stadium van de planten getoond die kunnen worden gebruikt voor transformatie, zolang reeds ontwikkelde siliques worden verwijderd voordat de transformatie wordt verwijderd, kunnen oudere planten met meer bloemen worden gebruikt. Na de transformatie, plaats bloem gedoopt planten horizontaal in schone trays met koepels om de planten te dekken.Plaats de planten vervolgens één tot twee dagen in een donkere groeiruimte. Breng de planten terug naar een rechtopstaande positie en breng ze over naar de groeiruimte. In de volgende week, monitor de gedoopte bloeiwijzen.Tien dagen na de eerste bloemendip blijven S.Parvula planten nieuwe bloeiwijzen en siliques produceren. Een tweede ronde van florale dip kan worden uitgevoerd om de nieuwe opkomende bloeiwijzen verder te transformeren. Kweek de planten tot zaden rijpen, en oogst de zaden ongeveer 21 weken.Droog de zaden twee tot drie weken bij kamertemperatuur in een luchtdichte container gevuld met drooggezwoken. Plant de T een zaden volgens het tekstprotocol. Kweek de planten tot de eerste twee tot drie echte bladeren ontwikkelen.Om de eerste selectie voor herbicideweerstand uit te voeren, verdun je glufosinate ammoniumherbicide en spuit je het op de zaailingen. Bedek de zaailingen met de koepels 's nachts. Zet de trays terug naar de groeiruimte en verwijder de koepel.Wacht tot de meeste zaailingen worden geselecteerd door het herbicide. Om te beginnen met de tweede selectie, identificeer de planten die overleven na drie tot vier keer bespoten met de BASTA-oplossing. Na het kweken van de planten voor twee tot drie weken, selecteert u de grootste volwassen blad op elke plant.Wrijf vervolgens het oppervlak van het blad voorzichtig met een vinger om de waslaag te verwijderen. Plaats vervolgens een druppel van de verdunde BASTA-oplossing op het blad. Controleer de bladeren die met de BASTA-oplossing worden behandeld voor tekenen van verwelking tot een week.Selecteer ten slotte de planten met bladeren die niet door de BASTA-druppels worden beïnvloed voor verdere analyse. In dit protocol werd S.Parvula getransformeerd met agrobacterium met behulp van een floral dip methode. Infectie met agrobacterium resulteerde in abortus van sommige bloemen.Nochtans bleven de installaties S.Parvula nieuwe bloemen na het eerste bloemdompelen produceren, en konden opnieuw worden omgezet. Met behulp van de BASTA spray en drop tests kunnen echte positieve transformatoren nauwkeurig worden geïdentificeerd. Het aantal monsters getest met behulp van PCR bevestiging kan worden verminderd.Hoewel deze methode vergelijkbaar is met de transformatie van Arabidopsis Thaliana, is het belangrijk om de verschillen in groei en morfologie van Schrenkiella Parvula te onthouden. Het wijzigen van het protocol om deze verschillen weer te geven is essentieel voor een succesvolle transformatie. Deze techniek kan onderzoekers helpen de evolutie van genomische variaties te verkennen die leiden tot meerdere zoutstressaanpassingen in het extremofytemodel, Schrenkiella Parvula.Door deze techniek te combineren met de informatie over de functies van Aradopsis Thaliana, een andere fabriek die nauw verwant is aan Schrenkiella Parvula. Onderzoekers kunnen de variaties in de verordening en functies bestuderen dat dit twee verschillende structuren tussen deze twee soorten zijn. Tijdens het transformatieproces is het belangrijk om alle agrobacterium infiltratieoplossing in autoclaveable containers te bevatten.Steriliseren en veilig weggooien van alle materialen die in contact kwamen met agrobacterium met inbegrip van handschoenen, macro pipet tips, en papieren handdoeken.

Research

JoVE Journal

Genetics

Plant Growth and Agrobacterium-mediated Floral-dip Transformation of the Extremophyte Schrenkiella parvula

A Robotic Platform for High-throughput Protoplast Isolation and Transformation

Een Robotic Platform voor High-throughput protoplastisola- en Transformatie

Over the last decade there has been a resurgence in the use of plant protoplasts that range from model species to crop species, for analysis of signal ...

Genetic Manipulation of the Plant Pathogen Ustilago maydis to Study Fungal Biology and Plant Microbe Interactions

Genetic Manipulation of the Plant Pathogen Ustilago maydis to Study Fungal Biology and Plant Microbe Interactions

Genetische Manipulatie van de Plant Pathogeen<em&gt; Ustilago maydis</em&gt; Om Fungal Biology and Plant Microbe Interactions Studie

Gene deletion plays an important role in the analysis of gene function. One of the most efficient methods to disrupt genes in a targeted manner is the ...

The Use of Induced Somatic Sector Analysis (ISSA) for Studying Genes and Promoters Involved in Wood Formation and Secondary Stem Development

The Use of Induced Somatic Sector Analysis ISSA for Studying Genes and Promoters Involved in Wood Formation and Secondary Stem Development

Het gebruik van Induced Somatic Sector Analysis (ISSA) voor het bestuderen van genen en Promoters Betrokken bij Wood Vorming en secundaire Stem Development

Secondary stem growth in trees and associated wood formation are significant both from biological and commercial perspectives. However, relatively little ...

Rapid Deletion Production in Fungi via Agrobacterium Mediated Transformation of OSCAR Deletion Constructs

Rapid Deletion Production in Fungi via Agrobacterium Mediated Transformation of OSCAR Deletion Constructs

Snelle verwijdering Productie in Fungi via<em&gt; Agrobacterium</em&gt; Gemedieerde Transformatie van OSCAR Deletion Constructs

Precise deletion of gene(s) of interest, while leaving the rest of the genome unchanged, provides the ideal product to determine that particular ...

Assessment of DNA Contamination in RNA Samples Based on Ribosomal DNA

Beoordeling van DNA besmetting in RNA Samples gebaseerd op Ribosomal DNA

One method extensively used for the quantification of gene expression changes and transcript abundances is reverse-transcription quantitative real-time ...

Purification of High Molecular Weight Genomic DNA from Powdery Mildew for Long-Read Sequencing

Zuivering van hoog molecuulgewicht Genomic DNA van echte meeldauw voor Long-Read Sequencing

The powdery mildew fungi are a group of economically important fungal plant pathogens. Relatively little is known about the molecular biology and genetics ...

Optimization and Comparative Analysis of Plant Organellar DNA Enrichment Methods Suitable for Next-generation Sequencing

Optimalisatie en Vergelijkende Analyse van Plant Organellaire DNA Verrijkingsmethoden Geschikt voor Volgend Sequencing

Plant organellar genomes contain large, repetitive elements that may undergo pairing or recombination to form complex structures and/or sub-genomic ...

Robust DNA Isolation and High-throughput Sequencing Library Construction for Herbarium Specimens

Robuuste DNA isolatie en High-throughput Sequencing bibliotheek bouw voor Herbarium Specimens

Herbaria are an invaluable source of plant material that can be used in a variety of biological studies. The use of herbarium specimens is associated with ...

Exploring the Root Microbiome: Extracting Bacterial Community Data from the Soil, Rhizosphere, and Root Endosphere

Verkennen van de wortel Microbiome: extraheren van gegevens van de bacteriële Gemeenschap uit de bodem, de rhizosfeer, en de wortel Endosphere

The intimate interaction between plant host and associated microorganisms is crucial in determining plant fitness, and can foster improved tolerance to ...

Discrimintion and Mapping of the Primary and Processed Transcripts in Maize Mitochondrion Using a Circular RT-PCR-based Strategy

Discriminatie en mapping van de primaire en verwerkte transcripten in maïs-mitochondrion met behulp van een circulaire RT-PCR-gebaseerde strategie

In plant mitochondria, some steady-state transcripts have 5&#39; triphosphate derived from transcription initiation (primary transcripts), while the ...