Name: a labor-saving and repeatable touch-force signaling mutant screen protocol for the study of thigmomorphogenesis of a model plant arabidopsis thaliana
Uploaded: 2019-08-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Labor-saving and Repeatable Touch-force Signaling Mutant Screen Protocol for the Study of Thigmomorphogenesis of a Model Plant Arabidopsis thaliana at JoVE.

Bu çalışmada aşağıdaki hibe tarafından desteklenmektedir: 31370315, 31570187, 31870231 (Çin Ulusal Bilim Vakfı), 16100318, 661613, 16101114, 16103615, 16103817, AoE/M-403/16 (RGC Hong Kong). Yazarlar Şekil 1' de gösterilen çeşitli şemaları sunan Ju Feng Precision ve Automation Technology Limited (Shenzhen, Çin) teşekkür etmek istiyorum.
Yazarlar da Touch-Force yükleme makinesinin gelişimine katkıları için S. K. Cheung ve W. C. Lee teşekkür etmek istiyorum.

1. tohum hazırlama
Not: her iki vahşi tip (col-0) Arabidopsis tohumları yanı sıra mkk1 ve mkk2 kullanılan fonksiyon kaybı mutantlar Arabidopsis biyolojik kaynak merkezi (ABRC, https://www.Arabidopsis.org, Columbus, Oh) satın alınmıştır.
<ol><li>Her genotipteki kaç bitki bireyinin güvenilir bir istatistiksel analiz için kullanılacağını hesaplayın. Her satırın çimlenme oranı dayalı tohum yeterli sayıda hazırlamak, genellikle 4-5 kez bir den...

<ol>
	<li>Jaffe, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thigmomorphogenesis:+the+response+of+plant+growth+and+development+to+mechanical+stimulation+with+special+reference+to+Bryonia+dioica.">Thigmomorphogenesis: the response of plant growth and development to mechanical stimulation with special reference to Bryonia dioica.</a> Planta. 114, 143-157 (1973).</li><li>Vandenbrink, J. P., Kiss, J. Z., Herranz, R., Medina, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+and+gravity+signals+synergize+in+modulating+plant+development.">Light and gravity signals synergize in modulating plant development.</a> Frontiers in Plant Science. 5, 563 (2014).</li><li>Hashiguchi, Y., Tasaka, M., Morita, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+higher+plant+gravity+sensing.">Mechanism of higher plant gravity sensing.</a> American Journal of Botany. 100, 91-100 (2013).</li><li>Salisbury, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Flowering Process. , (1963).</li><li>Darwin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Power of Movement in Plants. , (1881).</li><li>Chehab, E. W., Eich, E., Braam, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thigmomorphogenesis:+a+complex+plant+response+to+mechano-stimulation.">Thigmomorphogenesis: a complex plant response to mechano-stimulation.</a> Journal of Experimental Botany. 60, 43-56 (2008).</li><li>Telewski, F. W., Jaffe, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thigmomorphogenesis:+anatomical,+morphological+and+mechanical+analysis+of+genetically+different+sibs+of+Pinus+taeda+in+response+to+mechanical+perturbation.">Thigmomorphogenesis: anatomical, morphological and mechanical analysis of genetically different sibs of Pinus taeda in response to mechanical perturbation.</a> Physiologia Plantarum. 66, 219-226 (1986).</li><li>Vogel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+precision+measurements+of+radial+increment+in+a+mature+spruce+stand+and+interpretation+variants+of+short+term+changes+in+increment+values.">Automatic precision measurements of radial increment in a mature spruce stand and interpretation variants of short term changes in increment values.</a> Allgemeine Forst-und Jagdzeitung. , (1994).</li><li>Braam, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+touch:+plant+responses+to+mechanical+stimuli.">In touch: plant responses to mechanical stimuli.</a> New Phytologist. 165, 373-389 (2005).</li><li>Jaffe, M. J., Leopold, A. C., Staples, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thigmo+responses+in+plants+and+fungi.">Thigmo responses in plants and fungi.</a> American Journal of Botany. 89, 375-382 (2002).</li><li>Telewski, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+unified+hypothesis+of+mechanoperception+in+plants.">A unified hypothesis of mechanoperception in plants.</a> American Journal of Botany. 93, 1466-1476 (2006).</li><li>Guti&#233;rrez, R. A., Ewing, R. M., Cherry, J. M., Green, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+unstable+transcripts+in+Arabidopsis+by+cDNA+microarray+analysis:+rapid+decay+is+associated+with+a+group+of+touch-and+specific+clock-controlled+genes.">Identification of unstable transcripts in Arabidopsis by cDNA microarray analysis: rapid decay is associated with a group of touch-and specific clock-controlled genes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99, 11513-11518 (2002).</li><li>Lee, D., Polisensky, D. H., Braam, J. <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+identification+of+touch-and+darkness-regulated+Arabidopsis+genes:+a+focus+on+calmodulin-like+and+XTH+genes.">Genome-wide identification of touch-and darkness-regulated Arabidopsis genes: a focus on calmodulin-like and XTH genes.</a> New Phytologist. 165, 429-444 (2005).</li><li>Wang, K., 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=Quantitative+and+functional+posttranslational+modification+proteomics+reveals+that+TREPH1+plays+a+role+in+plant+touch-delayed+bolting.">Quantitative and functional posttranslational modification proteomics reveals that TREPH1 plays a role in plant touch-delayed bolting.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences United States of America. 115, 10265-10274 (2018).</li><li>Hamilton, E. S., Schlegel, A. M., Haswell, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=United+in+diversity:+mechanosensitive+ion+channels+in+plants.">United in diversity: mechanosensitive ion channels in plants.</a> Annual Review of Plant Biology. 66, 113-137 (2015).</li><li>Knight, M. R., Campbell, A. K., Smith, S. M., Trewavas, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenic+plant+aequorin+reports+the+effects+of+touch+and+cold-shock+and+elicitors+on+cytoplasmic+calcium.">Transgenic plant aequorin reports the effects of touch and cold-shock and elicitors on cytoplasmic calcium.</a> Nature. 352, 524 (1991).</li><li>Toyota, M., Furuichi, T., Tatsumi, H., Sokabe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytoplasmic+calcium+increases+in+response+to+changes+in+the+gravity+vector+in+hypocotyls+and+petioles+of+Arabidopsis+seedlings.">Cytoplasmic calcium increases in response to changes in the gravity vector in hypocotyls and petioles of Arabidopsis seedlings.</a> Plant Physiology. 146, 505-514 (2008).</li><li>Knight, M. R., Smith, S. M., Trewavas, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wind-induced+plant+motion+immediately+increases+cytosolic+calcium.">Wind-induced plant motion immediately increases cytosolic calcium.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 89, 4967-4971 (1992).</li><li>Braam, J., Davis, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rain-,+wind-,+and+touch-induced+expression+of+calmodulin+and+calmodulin-related+genes+in+Arabidopsis.">Rain-, wind-, and touch-induced expression of calmodulin and calmodulin-related genes in Arabidopsis.</a> Cell. 60, 357-364 (1990).</li><li>Chehab, E. W., Yao, C., Henderson, Z., Kim, S., Braam, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arabidopsis+touch-induced+morphogenesis+is+jasmonate+mediated+and+protects+against+pests.">Arabidopsis touch-induced morphogenesis is jasmonate mediated and protects against pests.</a> Current Biology. 22, 701-706 (2012).</li><li>Telewski, F. W., Pruyn, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thigmomorphogenesis:+a+dose+response+to+flexing+in+Ulmus+americana+seedlings.">Thigmomorphogenesis: a dose response to flexing in Ulmus americana seedlings.</a> Tree Physiology. 18, 65-68 (1998).</li><li>De Vylder, J., Vandenbussche, F. J., Hu, Y., Philips, W., Van Der Straeten, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rosette+tracker:+an+open+source+image+analysis+tool+for+automatic+quantification+of+genotype+effects.">Rosette tracker: an open source image analysis tool for automatic quantification of genotype effects.</a> Plant Physiology. , (2012).</li><li>Clark, T., Bradburn, M., Love, S., Altman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+analysis+part+I:+basic+concepts+and+first+analyses.">Survival analysis part I: basic concepts and first analyses.</a> British Journal of Cancer. 89, 232 (2003).</li><li>Bradburn, M. J., Clark, T. G., Love, S., Altman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+analysis+part+II:+multivariate+data+analysis&#8211;an+introduction+to+concepts+and+methods.">Survival analysis part II: multivariate data analysis&#8211;an introduction to concepts and methods.</a> British Journal of Cancer. 89, 431 (2003).</li><li>Jaffe, M., Forbes, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thigmomorphogenesis:+the+effect+of+mechanical+perturbation+on+plants.">Thigmomorphogenesis: the effect of mechanical perturbation on plants.</a> Plant Growth Regulation. 12, 313-324 (1993).</li><li>Kutschera, U., Niklas, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutionary+plant+physiology:+Charles+Darwin&#8217;s+forgotten+synthesis.">Evolutionary plant physiology: Charles Darwin&#8217;s forgotten synthesis.</a> Naturwissenschaften. 96, 1339 (2009).</li></ol>

Thigmomorphogenesis mekanik perturbations doğru karmaşık bir bitki büyüme tepkisi, hangi hücresel sinyalizasyon ve phytohormonu eylem bir ağ içerir. Bu istenmeyen çevresel koşullar altında hayatta kalmak için bitkilerin adaptif evrim bir sonucudur25,26. Mekanik dokunuş, özellikle insan parmak dokunuşlu ve el-pamuk çubukla dokunuş, daha önce thigmomorphogenetic çalışmalar bu morfolojik değişiklikleri incelemek için seçildi<sup class="xref"...

Bitki thigmomorphogenesis Jaffe tarafından icat edildi bir terim, MJ 19731. Bu bir bitki tropism ama iyi bilinen fototropism veya çekim ışığı veya yerçekimi uyaranlara neden gravitropizm farklı2,3. Bu periyodik mekanik stimülasyon ile ilişkili fenotipik değişiklikler açıklar, hangi sıklıkla botanikçiler tarafından önceki zamanlarda gözlenen olmuştur4,5. Yağmur damlaları, Rüzgar, bitki, hayvan ve insan dokunuşları, hatta hayvan ısırıkları, tüm bitkiler4,5sinyalizasyon kuvvet tetikleyici mechano-uyaran farklı türleri olarak kabul edilir. Bitki thigmomorphogenesis özellikleri bolting gecikme, daha kısa bir kök, Otsu bitkiler küçük rozet/yaprak boyutu ve Woody bitkiler6,7,8kalın kök içerir. Bu tigmonastic veya thigmotropic yanıt genellikle Mimoza bitki veya diğer mekanik duyarlı Vines bulunan aksine, bu hızlı dokunma tepkiler daha kolay gözlenen1,9,10. Diğer taraftan thigmomorphogenesis, yavaş büyüme tepkisi nedeniyle gözlemlenmesi nispeten zordur. Thigmomorphogenesis genellikle haftalar veya hatta yıl sürekli kuvvet yükleme stimülasyon takip görülür. Bitki dokunma tepkisi bu eşsiz doğası güçlü bir şekilde dokunmatik kuvvet sinyalizasyon dayanıklı mutantlar izole etmek için insan el dokunma stimülasyon kullanarak ileri genetik ekran gerçekleştirmek için yapar.
Son6 ' da kuvvet sinyal dönüştürücülerinin ve thigmomorphogenesis 6, 11, moleküler ve hücresel biyolojik deneylerin temelindeki moleküler mekanizmaların yapılmasının 12,13,14. Bu çalışmalar, bitki kuvveti sinyal reseptörlerinin özellikle mekanik duyarlı iyon kanalları (msc) ve membran yayılma proteinleri multimeric kompleksleri tarafından oluşan gergin msc kompleksleri oluşur önerdi11,14 , 15. ilk dokunuşla saniye içinde oluşturulan sitoplazmik CA2 + geçici başak. Rüzgar, yağmur, ya da gravi-stimulasyon nükleer olaylara kuvvet sinyalleri geçiş için aşağı kalsiyum sensörleri ile etkileşime girebilir14,16,17,18. Moleküler ve hücresel çalışmalara ek olarak, bitkilerin manuel parmak dokunmadan ileri genetik ekran fitohormonlar ve İkincil metabolitler sonucu dokunma indüklenebilir (TCH) gen ifadesi aşağıdaki dahil olduğunu buldu Touch-Force yükleme13,19. Örnekler için, AOS ve opr320 mutantlar genetik çalışmalarda şimdiye kadar tespit edilmiştir. Ancak, thigmomorphogenesis çalışmada ileri genetik uygulama ile ilgili önemli sorun hala yoğun işgücü dokunmatik yanıt seviyesini quantitating ve genetik mutasyona uğramış büyük bir nüfus dokunmadan için gerekli bireysel bitkiler. Zaman alan sorun da el dokunmadan tabanlı mutant ekran14,20devam ediyor. Bir örnek için, bir dokunma kuvveti stimülasyon bir tur tamamlamak için, bir kişinin tek bir bitki üzerinde 30-60 kez (saniyede bir dokunuş) dokunmak gerekir. İstatistiksel fenotip analizi için yeterli sayıda bitki olması için, 20-50 aynı genotipteki bireysel bitkiler normalde dokunma kuvveti yükleme işlemi için gereklidir. Bu dokunma kuvveti yükleme rejimi, bir kişinin bir genotipi tercih üzerine sürekli olarak 600-3000 dokunuşları gerçekleştirmesi gerektiği anlamına gelir. Dokunmatik bu tür normalde 3 ila 5 mermi bir gün, hangi yaklaşık 1800-15000 parmak veya bitki genotip başına gün başına pamuk çubukla dokunuşlar eşittir tekrarlanan gerekir. İyi eğitimli bir kişi normalde güç ve kuvvet ve güç büyük varyasyonu önlemek için bir gün içinde tekrarlama birçok tur boyunca arzu edilen bir Aralık içinde birden fazla dokunuşların gücünü korumak için gereklidir. Bu thigmomorphogenesis bir doyurabilir ve doza bağlı bir süreç6,21, dokunmatik kuvvet/mukavemet bir bitkinin dokunma tepkisi tetikleme başarı için kritik olur bilinmektedir.
Kişiye bağlı dokunmatik kuvvet yüklemesini kaldırmak ve kabul edilebilir bir hata aralığı14içinde mekanik uygulama korumak için, bu nedenle El manipüle dokunuşları yerine otomatik bir dokunmatik kuvvet yükleme makinesi tasarladık. Makine, her biri bir insan saç fırçası ile donatılmıştır inşa 4 hareketli kollar vardır. Bu sürüm, insan saç dokunma kuvveti yükleme özelliğini belirtmek için model K1 olarak adlandırılır. Eğer 4 genotip bir makine altında thigmomorphogenesis veya dokunma tepkisi için nicel olarak ölçüldüğünde, 40-48 genotip başına kişi ölçülebilir. Dokunma tekrarı her turda (daha az 60 bitki başına dokunma kez) hareketli bir hız ayarlanabilir robotik kol kullanarak 5 dakikadan az sürer. Böylece, bir model K1 dokunmatik makine üzerinde bitkiler mekanik olarak birden fazla tur için bir gün ya sabit bir dokunuş-Force yükleme veya başlangıçta programlanmış olarak güçlü farklı düzeylerde uyarılabilir.
Arabidopsis thaliana, bir model bitki organizma, bu nedenle tam otomatik saç dokunmatik kuvvet yükleme makinesi uygulaması test etmek için hedef bitki türleri olarak seçildi. Birçok büyük fide mutantlar ve çiçekli büyüklüğü çeşitli germplazmlar almak için kullanılabilir olduğundan, Arabidopsis model K1 dokunmatik makine ile monte edilen büyüme raf mevcut alana iyi uyuyor.
Model K1 otomatik dokunmatik makine üç ana bileşenden oluşur: (1) iki kemer tahrikli Doğrusal aktüatörler tarafından oluşturulan H-Shape metal raf, (2) saç fırçaları ile donatılmış robotik metal kollar, ve (3) bir denetleyici. Özelleştirilmiş bir model K1 dokunmatik makine için, her X/Y ekseni modülü bir kemer odaklı kılavuz raylı oluşur, iki Slayt blokları (kırmızı) ve 1 57 Step motor (önceden monte ve sökülebilir) (Şekil 1a,B). Üst yatay aktüatör, robotik metal kolun sol ve sağ yatay hareket etmesini sağlar, alt dikey kemer odaklı doğrusal aktüatör robotik metal kolun dikey olarak yukarı ve aşağı hareket etmesini sağlar (Şekil 1B, Şekil 2A ). Dikey aktüatörde dört adet sökülebilir robotik silah kuruldu (Şekil 1C, Şekil 2B). Dört insan saç fırçaları sırasıyla dört robotik kollara bağlı (Şekil 1C, Şekil 2B). Tüm mekanik parçalar model K1 dokunmatik makine inşa etmek için aşağıdaki kalın yazı tipi Şekil 1C (Ayrıca malzeme tablosunabakın) işaretlenir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1141px;" width="1140">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">4 hair brushes</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;">customized</td>
			<td style="width:224px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">4 robot arms with one holder</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;">customized</td>
			<td>1000 mm length holder and 560 mm length robot arm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">57 stepper motor</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;">57HS22-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">All purpose potting soil</td>
			<td style="width:393px;">Plantmate, Hong Kong</td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Arabidopsis plant seeds</td>
			<td style="width:393px;">Arabidopsis Biological Resource Centers, Columbus, OH</td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>For arabidopsis seed purchase</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">BIO-MIX potting substratum</td>
			<td style="width:393px;">Jiffy Products International BV, the Netherlands</td>
			<td style="width:149px;">1000682050</td>
			<td>Two soils were mixed together to grow Arabidopsis. The ratio of All purpos potting soil and&#160; BIO-MIX is 1:2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">IL 1700 research radiometer</td>
			<td style="width:393px;">International Light, Newburyport, MA</td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>The light intensity of both full-wavelength and photosynthetic active radiation can be measured.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">ImageJ</td>
			<td style="width:393px;">https://imagej.nih.gov/ij/download.html</td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>Free downloaded software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Ju Feng Precision and Automation Technology Limited</td>
			<td style="width:393px;">Shenzhen, China</td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>For belt-driven linear actuators and other mechanical modules purchase</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Junction plate of the slide block</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>To fix the Y guide-rail module or Y auxiliary girder onto backs of slide blocks</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Junction plate of the X axis module</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;">customized</td>
			<td>To connect the X guide-rail module and X auxiliary girder</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">Slide block</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">WDT4045 X axis guide-rail module</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;">843 mm, customized</td>
			<td>Pre-installed with two slide blocks and one 57 stepper motor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:375px;">WDT4045 Y axis guide-rail module</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;">1038 mm, customized</td>
			<td>Pre-installed with two slide blocks and one 57 stepper motor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:375px;">X axis auxiliary girder</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;">843 mm, customized</td>
			<td>Pre-installed with two slide blocks</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:375px;">Y axis auxiliary girder</td>
			<td style="width:393px;"></td>
			<td style="width:149px;">1038 mm, customized</td>
			<td>Pre-installed with two slide blocks</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a labor-saving and repeatable touch-force signaling mutant screen protocol for the study of thigmomorphogenesis of a model plant arabidopsis thaliana

Bitkiler hem hücre içi hem de hücre dışı mekanik stimülasyon (veya kuvvet sinyalleri) yanıt ve özel morfolojik değişiklikler, denilen bir thigmomorphogenesis geliştirmek. Geçtiğimiz yıllarda, birkaç sinyal bileşenleri tespit edilmiş ve mechanotransdution dahil olmak üzere bildirilen (örneğin, kalsiyum iyon bağlayıcı proteinler ve jasmonik asit biyosentez enzimleri). Ancak, kuvvet sinyalizasyon veya thigmomorphogenesis çalışmada araştırmanın nispeten yavaş hızı büyük ölçüde iki nedenden dolayı atfedilir: thigmomorphogenesis ve kuvvet gücü hataları zahmetli insan el manipüle dokunmatik indüksiyon için gereksinimi insanların el dokunma ile ilişkili. Bir bitki organizmasında dış kuvvet yükleme verimliliğini artırmak için, otomatik bir dokunmatik kuvvet yükleme makinesi inşa edilmiştir. Bu robotik kol odaklı saç fırçası dokunuşları, işgücü tasarrufu ve kolayca tekrarlanabilen dokunmatik kuvvet simülasyonu, sınırsız sayıda dokunma tekrarlama ve ayarlanabilir dokunmatik mukavemeti sağlar. Bu saç dokunma-kuvvet yükleme makinesi dokunmatik kuvvet sinyalizasyon mutantlar ve bitki thigmomorphogenesis phenomics çalışma hem büyük ölçekli tarama için kullanılabilir. Buna ek olarak, insan saçı gibi dokunma malzemeleri, hayvan saçı, ipek ipliği ve pamuk lifleri gibi diğer doğal malzemelerle değiştirilebilir. Makinede otomatik hareket eden kollar, sırasıyla yağmur damlaları ve rüzgarın doğal kuvvetlerini taklit etmek için su yağmurlama memeleri ve hava Blower ile donatılmış olabilir. Bu otomatik saç dokunma-kuvvet yükleme makinesini elle gerçekleştirilen pamuk çubuklu dokunuşuyla birlikte kullanarak, iki kuvvet sinyalizasyon mutantların dokunmatik yanıtı araştırdık, MAP kınase KINASE 1 (MKK1) ve MKK2 tesisleri . Dokunmatik kuvvet yüklü vahşi tip bitkiler ve iki mutantların phenomes istatistiksel olarak değerlendirildi. Onlar dokunma yanıtı önemli farklılıklar sergilediler.

Otomatik saç dokunma kuvveti yükleme makinesi Bitkiler üzerinde morfolojik değişikliklerin gözlemlenmesi için, yeniden üretilebilen büyüme koşulları ve tedavi yöntemleri tekrarlanabilir sonuçlar elde etmenin anahtarıdır. Bu yüksek verimlilik ve otomatik dokunma kuvveti sinyalizasyon mutant tarama yeni inşa edilen saç dokunma kuvveti yükleme makinesi, model K1 (Şekil 1, Şekil 2) ile elde edilir. Bu saç fırçaları en fa...

Watch this Scientific Journal Video about A Labor-saving and Repeatable Touch-force Signaling Mutant Screen Protocol for the Study of Thigmomorphogenesis of a Model Plant Arabidopsis thaliana at JoVE.

A Labor-saving and Repeatable Touch-force Signaling Mutant Screen Protocol for the Study of Thigmomorphogenesis of a Model Plant Arabidopsis thaliana

Bir model tesisi Arabidopsis thaliana Thigmomorphogenesis çalışması Için bir işgücü tasarrufu ve tekrarlanabilen dokunma-Force sinyalizasyon mutant ekran Protokolü

Nazik bir dokunma kuvveti yükleme makinesi insan saç fırçaları, robotik kollar ve bir kumandanın inşa edilmiştir. Saç fırçaları makineye monte edilen robotik kollar tarafından tahrik edilir ve bitkiler üzerinde dokunmatik kuvvet uygulamak için periyodik olarak hareket ederler. Makine odaklı saç dokunuşlarının gücü, manuel olarak uygulanan dokunuşlarla karşılaştırılabilir.

Plants responding to both intracellular and extracellular mechanical stimulations (or force signals) and develop special morphological changes, a called ...

Bitki sinyal morfogenezigözlemlemek için otomatik bir dokunmatik kuvvet makinesi inşa. Bitkilere nazik dokunma kuvveti uygulamak için insan saç fırçalarıyla kurduğum robotik kollar. Insan parmak dokunmatik ile karşılaştırıldığında, otomatik insan saç dokunmatik makine daha fazla emek tasarrufu, tek tip bir dokunmatik kuvvet yükleme sunabilir.Bir tur kuvvet yüklemesi için gereken süre birkaç dakika içinde kısıtlanabilir. Parmak dokunuşu ve pamuklu bez dokunuşuyla karşılaştırıldığında, robotik makine büyük ölçüde bitki ticari tepki araştırmasını geliştirebilir. Arıtılmış bitkilerin verimliliğini ve popülasyonunu artırarak, otomatik dokunmatik makinenin dört sinyalmutant ekranda ve hem bitkilerde hem de hayvanlarda ticari tepki çalışmalarında uygulanacağını öngörüyoruz.Başlamak için, yedi gün boyunca MS orta ile% 8 agar plaka üzerinde tohum besledikten sonra her genotip çimlenme oranını test edin. Çimlenme oranına göre, tohumları üretilecek bitki sayısının 4-5 katı kadar hazırlayın. 1,5 mililitrelik plastik tüpler soğuk suya tohumları batırın ve karanlıkta tutmak için alüminyum folyo ile kaplayın.Tohum imbibition için dört derece santigrat de saklayın. Imbibition beş ila yedi gün sonra, bitki büyümesi için uygun toprak seçin. Büyük kümeleri kaçının ve homojen bir şekilde karıştırmak için bir çatal kullanın.7.4 santimetre üst jant çapı ile 24 207 mililitre plastik bardak hazırlayın. Sulama amaçlı bardakların altında üç yuvarlak delik delin. Karışık toprak ile bu plastik bardak doldurun.Toprak fincan kenarı yaklaşık bir santimetre daha yüksek kazık ve yumuşak yığılmış toprak yüzeyini düzleştirmek için bir cetvel kullanın. 24 bardağı plastik bir tepsiye aktarın. Bitkilerin hızlı büyümesi için fotosentetik aktif radyasyondan daha yüksek olan, metrekare başına saniyede 180 ile 240 mikroeinstein arasındaki büyüme odasının ışık yoğunluğunu ayarlayın.Işık durumunu 24 saat sabit olacak şekilde ayarlayın. Büyüme odasının sıcaklığını 23,5 artı veya eksi 1,5 santigrat derece olarak ayarlayın ve nem %35 ile %45 arasında her tepsiye 2,5 litre su ekleyin. Toprak bardak altında bulunan deliklerden su absorbe ve bardak jant seviyesine düşmesi için toprak yüzeyine bekleyin.İki saat sonra, tek bir noktaya üç ila dört tohum ve bir fincan içinde dört eşit dağılmış noktalar ekin. Her tepsinin üzerine şeffaf bir plastik kapak yerleştirin ve tohumları bir hafta boyunca çimlenmesağlar. Sonra, kapağı çıkarın ve fideler bir hafta daha büyümeye izin.Tohumlar çimlandıktan sonra her gün 1,5 litre su ile bitkileri sulayın. Tohum ekiminden 9 ila 10 gün sonra, incelterek ekstra sürgünler çıkarın. Oluklar kesmek ve doğrudan topraktan tüm bitki çekerek önlemek için küçük makas kullanın.Her fincan benzer büyüklükte üç ila dört bitki bireyler. Robot kollarıüzerine dokunmatik saç fırçaları yüklemek için, ilk 330 milimetre uzunluğunda çelik cetvel üzerine eşit insan saç bir tabaka düzeltmek için tutkal kullanın. Saçın uzunluğu 126 milimetredir.İki metal kelepçeyle, bu çelik cetvelleri robot kollarına takın. Kontrol panelinde, robot kollarını ve fırçaları düşürmek için Jog F artı tuşuna basarak makine kollarının yüksekliğini dikey boyut boyunca ayarlayın ve Jog R eksisini yükseltin. Saç fırçalarının ucunu bardak kenarından 5 santimetre daha aşağıda tutun.Tüm bitki bireylerin dokunulmadığından emin olmak için makineyi bir ila iki döngü önceden çalıştırmak için Inc F artı veya R eksi tuşuna basın. Resmi deneyden önce, dokunma kuvvetini ölçmek için elektronik bir ölçek kullanın. Bir ila iki milinewton arasındaki dokunma kuvvetini korumak için makine kollarının yüksekliğini ayarlayın.Daha sonra, makine kollarının başlangıç konumunu yatay boyut boyunca manuel olarak ayarlayın. Saç fırçalarının her tepsinin kenarına asmasını bekleyin. Dokunma denemesi başlamadan önce hiçbir bitkiye dokunulmadığından emin olmak için makine kolunu yavaş yavaş yatay olarak hareket ettirmek için Jog F plus veya Jog R eksi tuşuna basın.Yatay boyuttaki saç fırçasını seyahat düğmesine basarak 365 milimetreye ayarlayın. Tam bir seyahat mesafesi elde etmek ve tedavi edilen tüm bitkilere dokunulmasını sağlamak için makine kollarını hareket ettirmek için Inc F plus veya R eksi tuşuna basın. Ardından, makine kollarının x ekseni boyunca hareket hızını dakikada 5000 milimetre olarak ayarlamak için otomatik hız düğmesine basın.Yuvarlak başına 40 dokunuşa eşit 20 denemede dokunma süresini ayarlamak için küçük döngü düğmesine basın. Saç fırçalarının sekiz saatlik bir aralıkla günde üç tur boyunca bitkilere dokunmasını sağlayan ana periyot düğmesine basarak dokunma turunun tekrarlama aralığını günde 480 dakika olarak ayarlayın. Geri sayım sıfıra döndüğünde makine otomatik olarak yeni bir dokunma turu başlatacaktır.Makinenin dört günlük bir süre içinde 12 tur boyunca bitkilere dokunmasını sağlamak için büyük döngüyü 12 denemede ayarlayın. Önceden ayarlanmış programı başlatmak için başlat düğmesine basın. Fırçaları ve saç uçlarını dokunma süresi boyunca her gün aynı yüksekliğe ayarlayın ve kalibre edin.Dokunaklı bir deney içinde her bitkinin cıvata gün izlemek için, her bitkinin ilk çiçekli kök her gün gözlemleyin. Uzunluğu ölçün ve bir santimetreye ulaştığında büyüme süresini kaydedin, yani bitkisel fazdan üreme aşamasına geçti. Rozet yarıçapı ölçüsü, üstten tüm tepsinin fotoğraflarını çekmek.Rozet merkezinden en uzun yaprağın ucuna olan mesafeyi ölçmek için bir görüntü işleme yazılımı kullanın. Rozet alanını ölçmek için, öncelikle, rozet organlarının geri kalanını etkilemeden çiçeklenmeyi çıkarın. Yakındaki bir ölçek cetveli ile birlikte her bitkinin üstünden fotoğraf çekin.Görüntü işleme yazılımında, rozet yapraklarının yatay iki boyutlu yüzey alanını ölçün. Bu deneyde pamuklu bez manuel dokunma tedavisi vahşi tip kontrol Columbia sıfır bitkilerde makine tahrikli saç dokunmatik tedavi ile karşılaştırıldı. Cıvata, sürekli pamuklu bez dokunma işlemlerinden 1,7 gün sonra gecikti.Benzer şekilde otomatik makine tahrikli saç dokunuşu için de gecikmeli cıvata lama gözlenmiştir. Tek değişkenli Cox tehlike analizi, dokunma grubundaki bitkilerin cıvata lama riskinin kontrol grubundaki bitkilerle karşılaştırıldığında sırasıyla %31 ve %52 olduğunu göstermektedir. Ancak bu cıvata gecikmesi tDNA ekleme mutantları, NKK bir ve NKK iki de gözlenmedi.Tek değişkenli Cox orantılı tehlikeler modeli sadece vahşi tip Columbia sıfır kontrol ve dokunmatik bitkiler arasında önemli bir fark sergiledi gösterir tahmini HR ile 41. Morfolojik değişiklikler için, vahşi tip Columbia sıfır bitki sabit ve tekrarlayan otomatik makine tahrikli saç dokunmatik üç gün sonra önemli ölçüde daha küçük rozet yarıçapı ve kısa yaprak uzunluğu gösterdi. Öngörülen rozet alanı 13 günlük temastan sonra 20 santimetre kareden 16 santimetre ye değiştirildi.Dokunma kuvvetinin yüklenmesinin yaralanmaya yol açmayacağından emin olmak için uygun dokunma kuvvetinin dikkatli bir şekilde ayarlanması gerekir. Dokunmatik yanıt tartışımı için uygun bir Arabidopsis bitkisi üretmek için uygun büyüme koşulları gereklidir. Örneğin, sinyal morfogenezi gözlemlemek için saniyede metrekare başına 180 ile 240 mikroeinstein arasında 24 saatlik ışık yoğunluğu gereklidir.Mekanik kuvvet yükleme diğer formları genişletmek için, makine de su serpinti meme veya rüzgar üfleyiciler yağmur veya rüzgar efektleri taklit etmek için değiştirilebilir, gelecekte sırasıyla.

Research

JoVE Journal

Biology

A Labor-saving and Repeatable Touch-force Signaling Mutant Screen Protocol for the Study of Thigmomorphogenesis of a Model Plant Arabidopsis thaliana

Computer-Generated Animal Model Stimuli

Bilgisayar oluşturuldu Hayvan Modeli Uyaranlar

Communication between animals is diverse and complex. Animals may communicate using auditory, seismic, chemosensory, electrical, or visual signals. In ...

Choice and No-Choice Assays for Testing the Resistance of A. thaliana to Chewing Insects

Çiğneme Böcekler A. thaliana Direnç Test seçimi ve No-Choice Tahliller

Larvae of the small white cabbage butterfly are a pest in agricultural settings. This caterpillar species feeds from plants in the cabbage family, which ...

Efficient and Rapid Isolation of Early-stage Embryos from Arabidopsis thaliana Seeds

Efficient and Rapid Isolation of Early-stage Embryos from Arabidopsis thaliana Seeds

Erken evre Embriyolar verimli ve hızlı İzolasyon<em&gt; Arabidopsis thaliana</em&gt; Tohumlar

In flowering plants, the embryo develops within a nourishing tissue - the endosperm - surrounded by the maternal seed integuments (or seed coat). As a ...

Metabolic Labeling and Membrane Fractionation for Comparative Proteomic Analysis of Arabidopsis thaliana Suspension Cell Cultures

Metabolic Labeling and Membrane Fractionation for Comparative Proteomic Analysis of Arabidopsis thaliana Suspension Cell Cultures

Mukayeseli Proteomik Analizi Metabolik Etiketleme ve Membran Fraksiyonasyon<em&gt; Arabidopsis thaliana</em&gt; Süspansiyon Hücre Kültürleri

Plasma membrane microdomains are features based on the physical properties of the lipid and sterol environment and have particular roles in signaling ...

Imaging Spatial Reorganization of a MAPK Signaling Pathway Using the Tobacco Transient Expression System

Tütün Geçici İfade Sisteminin Kullanılması bir MAPK sinyal yolu Mekansal Reorganizasyon Görüntüleme

Visualization of dynamic signaling events in live cells has been a challenge. We expanded an established transient expression system, the biomolecular ...

Rapid Analysis of Circadian Phenotypes in Arabidopsis Protoplasts Transfected with a Luminescent Clock Reporter

Bir Lüminesans Saat Reporter ile Arabidopsis Protoplasts transfekte içinde Sirkadiyen fenotipleri Hızlı Analizi

The plant circadian clock allows the anticipation of daily changes to the environment. This anticipation aids the responses to temporally predictable ...

A Hydroponic Co-cultivation System for Simultaneous and Systematic Analysis of Plant/Microbe Molecular Interactions and Signaling

Bitki / Mikrop Moleküler Etkileşimlerinin ve Sinyalizasyonunun Eşzamanlı ve Sistematik Analizi için Hidroponik Birlikte Yetiştirme Sistemi

An experimental design mimicking natural plant-microbe interactions is very important to delineate the complex plant-microbe signaling processes. ...

Standardized Method for High-throughput Sterilization of Arabidopsis Seeds

Yüksek işlem hacmi sterilizasyon Arabidopsis tohum için standart yöntem

Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) seedlings often need to be grown on sterile media. This requires prior seed sterilization to prevent the growth of ...

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A (EYFP-CENP-A)

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A EYFP-CENP-A

EYFP etiketli CENP-A (EYFP-CENP-A) Ubiquitylation tanımlamak için Kütle Spektrometresi Analizi

Studying the structure and the dynamics of kinetochores and centromeres is important in understanding chromosomal instability (CIN) and cancer ...

Forward Genetic Screen Using Transgenic Calcium Reporter Aequorin to Identify Novel Targets in Calcium Signaling

İleri Genetik Ekran Kullanarak Transgenik Kalsiyum Reporter Aequorin Kalsiyum Sinyalyeni Hedefleri Belirlemek için

Forward genetic screens have been important tools in the unbiased identification of genetic components involved in several biological pathways. The basis ...