Name: an induction system for clustered stomata by sugar solution immersion treatment in arabidopsis thaliana seedlings
Uploaded: 2019-02-15T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Induction System for Clustered Stomata by Sugar Solution Immersion Treatment in Arabidopsis thaliana Seedlings at JoVE.com

हम अपने काम के अपने तरह के समर्थन के लिए प्रो Seiichiro Hasezawa के लिए आभारी हैं । यह काम विज्ञान के संवर्धन के लिए जापान सोसायटी से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था (JSPS) KAKENHgrant संख्या 17K19380 और 18H05492, बुनियादी विज्ञान अनुसंधान परियोजनाओं अनुदान संख्या १६०१४६ के लिए एक अनुदान के लिए सुमितोमो फाउंडेशन से, और कैंयन फाउंडेशन T.H. करने के लिए यह प्रायोगिक प्रणाली JSPS KAKENHgrant संख्या २६८९१००६ से कश्मीर के एक वित्तीय सहायता के अंतर्गत विकसित की गई थी. हम Edanz समूह (www.edanzediting.com/ac) से रोबी लुईस, एमएससी, धंयवाद पांडुलिपि के एक मसौदे के संपादन के लिए ।

1. तैयारी 3% सुक्रोज-युक्त 1/2 Murashige-Skoog मध्यम समाधान
<ol><li>एक यूरिन के लिए Murashige-Skoog मीडियम साल्ट और 15 ग्राम सुक्रोज के १.१ ग्राम जोड़ें ।</li>
	<li>आसुत पानी की ४९० मिलीलीटर जोड़ें और अच्छी तरह से एक बार हलचल का उपयोग कर मि?...

<ol>
	<li>Raschke, K., Fellows, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stomatal+movement+in+Zea+mays:+shuttle+of+potassium+and+chloride+between+guard+cells+and+subsidiary+cells.">Stomatal movement in Zea mays: shuttle of potassium and chloride between guard cells and subsidiary cells.</a> Planta. 101 (4), 296-316 (1971).</li><li>Higaki, T., Hashimoto-Sugimoto, M., Akita, K., Iba, K., Hasezawa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+and+environmental+responses+of+PATROL1+in+Arabidopsis+subsidiary+cells.">Dynamics and environmental responses of PATROL1 in Arabidopsis subsidiary cells.</a> Plant and Cell Physiology. 55 (4), 773-780 (2013).</li><li>Bergmann, D. C., Sack, F. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stomatal+development.">Stomatal development.</a> Annual Review of Plant Biology. 58, 163-181 (2007).</li><li>Pillitteri, L. J., Torii, K. 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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 Physiology. 150 (1), 105-113 (2009).</li><li>Guseman, 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=Dysregulation+of+cell-to-cell+connectivity+and+stomatal+patterning+by+loss-of-function+mutation+in+Arabidopsis+chorus+(glucan+synthase-like+8).">Dysregulation of cell-to-cell connectivity and stomatal patterning by loss-of-function mutation in Arabidopsis chorus (glucan synthase-like 8).</a> Development. 137 (10), 1731-1741 (2010).</li><li>Akita, K., Hasezawa, S., Higaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+microtubules+and+fusicoccin+response+in+clustered+stomatal+guard+cells+induced+by+sucrose+solution+immersion.">Cortical microtubules and fusicoccin response in clustered stomatal guard cells induced by sucrose solution immersion.</a> Plant Signaling and Behavior. 13 (4), 1454815 (2018).</li><li>Akita, K., Hasezawa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sugar+solution+induces+clustered+lips.">Sugar solution induces clustered lips.</a> Cytologia. 79 (2), 125-126 (2014).</li><li>Holzinger, A., Buchner, O., L&#252;tz, C., Hanson, 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=Temperature-sensitive+formation+of+chloroplast+protrusions+and+stromules+in+mesophyll+cells+of+Arabidopsis+thaliana.">Temperature-sensitive formation of chloroplast protrusions and stromules in mesophyll cells of Arabidopsis thaliana.</a> Protoplasma. 230 (1-2), 23-30 (2007).</li><li>Abe, T., Hashimoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+microtubule+dynamics+by+expression+of+modified+&#945;-tubulin+protein+causes+right-handed+helical+growth+in+transgenic+Arabidopsis+plants.">Altered microtubule dynamics by expression of modified &#945;-tubulin protein causes right-handed helical growth in transgenic Arabidopsis plants.</a> The Plant Journal. 43 (2), 191-204 (2005).</li><li>Higaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+imaging+of+plant+cell+surface+dynamics+with+variable-angle+epifluorescence+microscopy.">Real-time imaging of plant cell surface dynamics with variable-angle epifluorescence microscopy.</a> Journal of Visualized Experiments. (106), 53437 (2015).</li></ol>

हम एक सुक्रोज-युक्त माध्यम समाधान के साथ विसर्जन उपचार द्वारा एक. थालियाना अंकुर में संकुल stomata की प्रेरण के लिए प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है । जैसा कि यहां दिखाया गया है, इस विधि बहुत सरल है और कोई विशे?...

संयंत्र stoma प्रकाश संश्लेषण और transpiration के लिए गैस विनिमय के लिए एक आवश्यक अंग है, और stomatal आंदोलन आयन के माध्यम से गार्ड कोशिकाओं में महत्वपूर्ण परिवर्तन द्वारा पूरा किया है, और पानी की रिहाई संचालित । एक खुर्दबीन के नीचे, हम पत्तियों और तनों की सतहों पर stomata के एक स्थान पर वितरण पैटर्न का पालन कर सकते हैं । stomata के इस स्थान पर वितरण stomatal आंदोलन, जो आयन और गार्ड कोशिकाओं और पड़ोसी एपिडर्मल कोशिकाओं1,2के बीच पानी के आदान प्रदान द्वारा विनियमित है मदद करने के लिए माना जाता है । संकुल stomata के लिए प्रायोगिक प्रेरण प्रणालियों stomata के स्थान पर वितरण के महत्व की जांच के लिए उपयोगी होते हैं ।
यह बताया गया है कि stomata के स्थानिक clustering गार्ड सेल भेदभाव3,4 या एक रासायनिक यौगिक5के साथ उपचार के लिए महत्वपूर्ण जीन के आनुवंशिक संशोधन द्वारा प्रेरित किया जा सकता है । हम यह भी बताया कि सुक्रोज, ग्लूकोज सहित शर्करा के साथ पूरक एक मध्यम समाधान के साथ विसर्जन उपचार, और फ्रुक्टोज कारण stomatal clustering में cotyledons Arabidopsis थालियाना अंकुर6. नई कोशिका दीवारों में कम callose meristemoids और एपिडर्मल कोशिकाओं को अलग सुक्रोज-इलाज cotyledon एपिडर्मिस में मनाया गया था, सुझाव है कि सुक्रोज समाधान विसर्जन उपचार नकारात्मक कोशिका दीवार को प्रभावित करता है, जो रिसाव को रोकता है और गार्ड सेल भेदभाव के लिए प्रमुख जीन उत्पादों की अस्थानिक कार्रवाई (उदाहरण के लिए संलेखन कारकों) आसंन एपिडर्मल कोशिकाओं6की ओर । एक ऐसी ही व्यवस्था gsl8/चौर म्यूटेंट7,8पर अध्ययन से सुझाया गया था । सुक्रोज युक्त मध्यम समाधान का उपयोग संकुल stomata के reproducible प्रेरण के लिए हमारी प्रायोगिक प्रणाली काफी आसान और सस्ता है । यह भी ऐसे organelles के रूप में intracellular संरचनाओं की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और संकुल रक्षक कोशिकाओं में cytoskeleton फ्लोरोसेंट मार्करों कि लेबल intracellular9संरचनाओं व्यक्त ट्रांसजेनिक लाइनों के लिए आवेदन किया, 10.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:685px;" width="686">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">24-well plate</td>
			<td style="width:135px;">Sumitomo Bakelite</td>
			<td style="width:168px;">MS-0824R</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">488 nm laser</td>
			<td style="width:135px;">Furukawa Denko</td>
			<td style="width:168px;">HPU-50101-PFS2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">488 nm laser</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td>Sapphire488-20/O</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">510 nm long-pass filter</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">BA510IF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">524 - 546 nm band-pass filter</td>
			<td style="width:135px;">Semrock</td>
			<td style="width:168px;">FF01-535/22-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">530 nm short-pass filter</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">BA530RIF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">561 nm laser</td>
			<td style="width:135px;">CVI Melles Griot</td>
			<td style="width:168px;">85-YCA-025-040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">604 - 644 nm band-pass filter</td>
			<td style="width:135px;">Semrock</td>
			<td style="width:168px;">FF01-624/40-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Confocal laser scanning head</td>
			<td style="width:135px;">Yokogawa</td>
			<td style="width:168px;">CSU10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Confocal laser scanning head</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">FV300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Cooled CCD camera</td>
			<td style="width:135px;">Photometrics</td>
			<td style="width:168px;">CoolSNAP HQ2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Image acquisition software</td>
			<td style="width:135px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:168px;">MetaMorph version 7.8.2.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Image acquisition software</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">FLUOVIEW v5.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Immersion oil</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">Immersion Oil Type-F</td>
			<td>ne = 1.518 (23 degrees)</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Inverted microscope</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">IX-70</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Inverted microscope</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">IX-71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="180">
			<td height="180" style="height:180px;width:216px;">Murashige and Skoog Plant Salt Mixture</td>
			<td style="width:135px;">FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation</td>
			<td style="width:168px;">392-00591</td>
			<td style="width:167px;">Murashige T and Skoog F (1962) A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum 15(3), 473-497.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Objective lens&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">UPlanApo 100x / 1.35 NA Oil Iris 1.35</td>
			<td>NA = 1.35</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Objective lens&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Olympus</td>
			<td style="width:168px;">UPlanAPO 40x / 0.85 NA</td>
			<td>NA = 0.85</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:216px;">Sucrose</td>
			<td style="width:135px;">FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation</td>
			<td style="width:168px;">196-00015</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an induction system for clustered stomata by sugar solution immersion treatment in arabidopsis thaliana seedlings

Stomatal आंदोलन मध्यस्थता संयंत्र गैस विनिमय, जो प्रकाश संश्लेषण और transpiration के लिए आवश्यक है. Stomatal खोलने और बंद एक महत्वपूर्ण वृद्धि द्वारा पूरा कर रहे है और गार्ड सेल मात्रा में कमी, क्रमशः । क्योंकि आयनों और पानी की शटल परिवहन stomatal आंदोलन के दौरान रक्षक कोशिकाओं और बड़ा पड़ोसी एपिडर्मल कोशिकाओं के बीच होता है, संयंत्र stomata के स्थान पर वितरण stomatal आंदोलन के लिए एक इष्टतम वितरण माना जाता है । perturbing के लिए प्रायोगिक प्रणालियों stomata के स्थान पैटर्न रिक्ति पैटर्न के महत्व की जांच करने के लिए उपयोगी होते हैं । कई प्रमुख अंतरिक्ष stomatal वितरण के साथ जुड़े जीन की पहचान की गई है, और संकुल stomata प्रयोगात्मक इन जीन फेरबदल द्वारा प्रेरित किया जा सकता है । वैकल्पिक रूप से, संकुल stomata भी आनुवंशिक संशोधन के बिना exogenous उपचार द्वारा प्रेरित किया जा सकता है । इस लेख में, हम एक सुक्रोज-युक्त माध्यम समाधान के साथ विसर्जन उपचार द्वारा Arabidopsis थालियाना अंकुर में संकुल stomata के लिए एक सरल प्रेरण प्रणाली का वर्णन । हमारे विधि आसान है और सीधे ट्रांसजेनिक या उत्परिवर्ती लाइनों के लिए लागू है । बड़ा chloroplasts सुक्रोज-प्रेरित संकुल रक्षक कोशिकाओं के एक सेल जैविक बानगी के रूप में प्रस्तुत कर रहे हैं । इसके अलावा, cortical microtubules के एक प्रतिनिधि फोकल माइक्रोस्कोपी छवि संकुल रक्षक कोशिकाओं के intracellular अवलोकन का एक उदाहरण के रूप में दिखाया गया है । cortical microtubules के रेडियल अभिविन्यास नियंत्रण की स्थिति में अंतरिक्ष गार्ड कोशिकाओं में के रूप में संकुल गार्ड कोशिकाओं में बनाए रखा है.

यहाँ, एक थालियाना अंकुर में सुक्रोज युक्त मध्यम समाधान के साथ stomatal clustering उत्प्रेरण की एक सरल विधि के लिए प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया गया है । संकुल रक्षक कोशिकाओं सुक्रोज-युक्त मध्यम समाधान म...

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An Induction System for Clustered Stomata by Sugar Solution Immersion Treatment in Arabidopsis thaliana Seedlings

इस प्रोटोकॉल के लक्ष्य को प्रदर्शित करने के लिए कैसे एक शर्करा युक्त माध्यम समाधान के साथ विसर्जन उपचार द्वारा Arabidopsis थालियाना अंकुरों के cotyledons में संकुल stomata प्रेरित करने के लिए और कैसे intracellular संरचनाओं का निरीक्षण करने के लिए इस तरह chloroplasts और फोकल लेजर माइक्रोस्कोपी का उपयोग संकुल गार्ड कोशिकाओं में microtubules.

Arabidopsis थालियाना अंकुर में चीनी समाधान विसर्जन उपचार द्वारा संकुल Stomata के लिए एक प्रेरण प्रणाली

Stomatal movement mediates plant gas exchange, which is essential for photosynthesis and transpiration. Stomatal opening and closing are accomplished by a ...

इस विधि ने पादप विकासात्मक जीव विज्ञान के एक महत्वपूर्ण प्रश्न का उत्तर दिया है । अर्थात स्टोमाता के स्थानिक वितरण का क्या महत्व है? सुक्रोज समाधान का उपयोग करके क्लस्टर स्टोमेटा के लिए हमारी प्रेरण प्रणाली काफी आसान है और सीधे अरबीडोप्सिस थैलियाना की ट्रांसजेनिक या उत्परिवर्ती लाइनों पर लागू होती है।शुरू करने के लिए, एक बीकर में 1.1 ग्राम मुर्शिज-स्कूग मध्यम लवण और 15 ग्राम सुक्रोज जोड़ें। बीकर में आसुत पानी के 490 मिलीलीटर जोड़ें और हलचल बार के साथ मिलाएं। पीएच को 5.8 में समायोजित करने के लिए पोटेशियम हाइड्रोक्साइड का उपयोग करें।फिर 500 मिलीलीटर आसुत पानी के साथ समाधान को पतला करें और पतला समाधान को मध्यम बोतल में स्थानांतरित करें। इसके बाद, समाधान को ऑटोक्लेव करें। पाठ प्रोटोकॉल के अनुसार नसबंदी समाधान तैयार करें।फिर, एसेप्टिक परिस्थितियों में काम करते हुए, लगभग 50 ट्रांसजेनिक ए.थैलियाना बीज 1.5 मिलीलीटर ट्यूब में फ्लोरोसेंट मार्कर ले जाते हैं। इसके बाद ट्यूब में 70% इथेनॉल का एक मिलीलीटर जोड़ें और ट्यूब को पांच बार उलटा करके मिलाएं। बीजों को ट्यूब के नीचे तक डूबने की अनुमति देने के बाद, धीरे-धीरे माइक्रोपिपेट के साथ इथेनॉल को हटा दें।बीजों में नसबंदी समाधान का एक मिलीलीटर जोड़ें और ट्यूब को मिलाने के लिए पांच बार उलटा करें। धीरे-धीरे एक माइक्रोपिपेट के साथ बीज से नसबंदी समाधान को हटा दें। इसके बाद इसमें एक मिलीलीटर बाँझ पानी डालें।24 अच्छी प्लेट के प्रत्येक कुएं में मुराशिगे-स्कूग समाधान के 1.5 मिलीलीटर जोड़ें। फिर प्रत्येक कुएं में दो निष्फल बीज जोड़ें। पैराफिल्म की दो परतों का उपयोग करके, प्लेट में ढक्कन को टेप करें।इसके बाद, प्लेट को 14 दिनों के लिए इनक्यूबेट करने के लिए एक विकास कक्ष में स्थानांतरित करें। सबसे पहले, 24 अच्छी तरह से प्लेट से मुरशिगे-स्कूग समाधान के 30 माइक्रोलीटर को ग्लास स्लाइड के केंद्र में स्थानांतरित करें। विच्छेदन कैंची का उपयोग करके, 14 दिन पुराने अंकुर से कोटिलेडन को हटा दें।मुराशिगे-स्कूग समाधान की बूंद पर सामना करने वाले अवलोकन पक्ष के साथ कोटिलेडन को फ्लोट करें। विजुअले प्रयोगों के जर्नल में पहले वर्णित तरीकों के अनुसार कोटिलेडन तैयार करें। एक कॉन्फोकल लेजर माइक्रोस्कोप के मंच पर नमूना सेट करें।अंत में, अवलोकन के लिए संकुल गार्ड कोशिकाओं का चयन करने के लिए उज्ज्वल क्षेत्र रोशनी का उपयोग करें। इस प्रोटोकॉल में, थैलियाना रोपण में स्टोमेटल क्लस्टरिंग को प्रेरित किया गया था। सुक्रोज-मुक्त स्थितियों में उगाई जाने वाली गार्ड कोशिकाओं की तुलना में बड़े क्लोरोप्लास्ट वाले माध्यम वाले सुक्रोज में उगाई जाने वाली संकुल गार्ड कोशिकाएं।क्लोरोप्लास्ट के बढ़ने की पुष्टि क्लोरोप्लास्टी स्ट्रोमा मार्कर और क्लोरोफिल ऑटोफ्लोरेसेंट के साथ की गई थी, जिससे यह सुझाव मिलता है कि सुक्रोज उपचार के परिणामस्वरूप क्लोरोप्लास्ट में स्टार्च अनाज संचय हुआ। इसके अतिरिक्त, जीएफपी टब-6 के कॉन्फोकल अवलोकन से पता चला है कि सुक्रोज-फ्री गार्ड कोशिकाओं की तरह ही सुक्रोज-इलाज कोशिकाओं में कॉर्टिकल माइक्रोट्यूबुल रेडिकल रूप से उन्मुख थे। वास्तव में हम दुर्घटना से इस विधि की खोज की ।खोजने के बाद, हमने संकुल स्टोमाटा के पर्यावरणीय प्रतिक्रिया की जांच की। हमारा मानना है कि हमारी प्रणाली स्टोमाता वितरण के महत्व की जांच करने में मदद कर सकती है ।

Research

JoVE Journal

Environment

An Induction System for Clustered Stomata by Sugar Solution Immersion Treatment in Arabidopsis thaliana Seedlings

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The conversion of lignocellulosic biomass to fuels, chemicals, and other commodities has been explored as one possible pathway toward reductions in the ...

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