Name: mycorrhizal maps as a tool to explore colonization patterns and fungal strategies in the roots of festuca rubra and zea mays
Uploaded: 2022-08-26T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Mycorrhizal Maps as a Tool to Explore Colonization Patterns and Fungal Strategies in the Roots of Festuca rubra and Zea mays at JoVE.com

В этой статье используются данные, полученные в результате двух докторских исследований в тематической области «Кукурузные микоризные модели, обусловленные агрономическими ресурсами», проведенные Викторией Поп-Молдован, и «Микоризный статус и развитие колонизации в горных пастбищных доминирующих видах», проведенные Ларисой Корцоз под координацией профессора д-ра Роксаны Видикан.

1. Отбор биологического материала, отбор проб корней и хранение
<ol><li>Соберите весь корень растений лопатой (рисунок 1А) отдельно для каждого варианта и воспроизведите. Аккуратно, вручную, удалите крупные почвенные агрегаты с корней. Промыть всю корневую систему...

<ol>
	<li>Trivedi, P., Leach, J. E., Tringe, S. G., Sa, T., Singh, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant-microbiome+interactions:+From+community+assembly+to+plant+health.">Plant-microbiome interactions: From community assembly to plant health.</a> Nature Reviews Microbiology. 18 (11), 607-621 (2020).</li><li>Jeffries, P., Barea, J. M., Hock, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=4+Arbuscular+Mycorrhiza:+A+Key+Component+of+Sustainable+Plant-Soil+Ecosystems.">4 Arbuscular Mycorrhiza: A Key Component of Sustainable Plant-Soil Ecosystems.</a> The Mycota. IX Fungal Associations. , 51-75 (2012).</li><li>Parniske, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arbuscular+mycorrhiza:+the+mother+of+plant+root+endosymbioses.">Arbuscular mycorrhiza: the mother of plant root endosymbioses.</a> Nature Reviews Microbiology. 6 (10), 763-775 (2008).</li><li>Gianinazzi, S., 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=Agroecology:+The+key+role+of+arbuscular+mycorrhizas+in+ecosystem+services.">Agroecology: The key role of arbuscular mycorrhizas in ecosystem services.</a> Mycorrhiza. 20 (8), 519-530 (2010).</li><li>Lee, E. -. H., Eo, J. -. K., Ka, K. -. H., Eom, A. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diversity+of+arbuscular+mycorrhizal+fungi+and+their+roles+in+ecosystems.">Diversity of arbuscular mycorrhizal fungi and their roles in ecosystems.</a> Mycobiology. 41 (3), 121-125 (2013).</li><li>Zhang, Y., Zeng, M., Xiong, B., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecological+significance+of+arbuscular+mycorrhiza+biotechnology+in+modern+agricultural+system.">Ecological significance of arbuscular mycorrhiza biotechnology in modern agricultural system.</a> Ying Yong Sheng Tai Xue Bao = The Journal of Applied Ecology. 14 (4), 613-617 (2003).</li><li>Shah, A. A., 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=Effect+of+endophytic+Bacillus+megaterium+colonization+on+structure+strengthening,+microbial+community,+chemical+composition+and+stabilization+properties+of+Hybrid+Pennisetum.">Effect of endophytic Bacillus megaterium colonization on structure strengthening, microbial community, chemical composition and stabilization properties of Hybrid Pennisetum.</a> Journal of the Science of Food and Agriculture. 100 (3), 1164-1173 (2020).</li><li>Souza, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Arbuscular Mycorrhizal Fungi. , (2015).</li><li>Sun, X. -. G., Tang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+four+routinely+used+methods+for+assessing+root+colonization+by+arbuscular+mycorrhizal+fungi.">Comparison of four routinely used methods for assessing root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi.</a> Botany. 90 (11), 1073-1083 (2012).</li><li>Smith, S., Read, D., Smith, S. E., Read, 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=Colonization+of+Roots+and+Anatomy+of+Arbuscular+Mycorrhiza.">Colonization of Roots and Anatomy of Arbuscular Mycorrhiza.</a> Mycorrhizal Symbiosis. , 42-90 (2008).</li><li>Stoian, V., 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=Sensitive+approach+and+future+perspectives+in+microscopic+patterns+of+mycorrhizal+roots.">Sensitive approach and future perspectives in microscopic patterns of mycorrhizal roots.</a> Scientific Reports. 9 (1), 10233 (2019).</li><li>Pop-Moldovan, V., 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=Divergence+in+corn+mycorrhizal+colonization+patterns+due+to+organic+treatment.">Divergence in corn mycorrhizal colonization patterns due to organic treatment.</a> Plants. 10 (12), 2760 (2021).</li><li>Corcoz, L., 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=Mycorrhizal+patterns+in+the+roots+of+dominant+Festuca+rubra+in+a+high-natural-value+grassland.">Mycorrhizal patterns in the roots of dominant Festuca rubra in a high-natural-value grassland.</a> Plants. 11 (1), 112 (2021).</li><li>Corcoz, L., 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=Deciphering+the+colonization+strategies+in+roots+of+long-term+fertilized+Festuca+rubra.">Deciphering the colonization strategies in roots of long-term fertilized Festuca rubra.</a> Agronomy. 12 (3), 650 (2022).</li><li>Stoian, V., Florian, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mycorrhiza+-+Benefits,+influence,+diagnostic+method.">Mycorrhiza - Benefits, influence, diagnostic method.</a> Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca. Agriculture. 66 (1), 2009 (2009).</li><li>Prates J&#250;nior, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agroecological+coffee+management+increases+arbuscular+mycorrhizal+fungi+diversity.">Agroecological coffee management increases arbuscular mycorrhizal fungi diversity.</a> PLoS One. 14 (1), 0209093 (2019).</li><li>Rillig, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+farmers+should+manage+the+arbuscular+mycorrhizal+symbiosis.">Why farmers should manage the arbuscular mycorrhizal symbiosis.</a> New Phytologist. 222 (3), 1171-1175 (2019).</li><li>Rillig, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+an+integrated+mycorrhizal+technology:+Harnessing+mycorrhiza+for+sustainable+intensification+in+agriculture.">Towards an integrated mycorrhizal technology: Harnessing mycorrhiza for sustainable intensification in agriculture.</a> Frontiers in Plant Science. 7, 1625 (2016).</li><li>Bhale, U. N., Bansode, S. A., Singh, S., Gehlot, P., Singh, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifactorial+Role+of+Arbuscular+Mycorrhizae+in+Agroecosystem.">Multifactorial Role of Arbuscular Mycorrhizae in Agroecosystem.</a> Fungi and their Role in Sustainable Development: Current Perspectives. , 205-220 (2018).</li><li>Khaliq, A., 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=Integrated+control+of+dry+root+rot+of+chickpea+caused+by+Rhizoctonia+bataticola+under+the+natural+field+condition.">Integrated control of dry root rot of chickpea caused by Rhizoctonia bataticola under the natural field condition.</a> Biotechnology Reports. 25, 00423 (2020).</li><li>Vaida, I., P&#259;curar, F., Rotar, I., Tomo&#537;, L., Stoian, V. <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+diversity+due+to+long-term+management+in+a+high+natural+value+grassland.">Changes in diversity due to long-term management in a high natural value grassland.</a> Plants. 10 (4), 739 (2021).</li><li>. The International Collection of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhizal Fungi Available from: <a target="_blank" href="https://invam.wvu.edu/collection">https://invam.wvu.edu/collection</a> (2022)</li><li>. The International Bank for the Glomeromycota Available from: <a target="_blank" href="https://www.i-beg.eu/">https://www.i-beg.eu/</a> (2022)</li></ol>

Исследования по микоризной колонизации имеют жизненно важное значение для разработки новой стратегии в агрономической области. Потенциал нескольких культурных растений для формирования симбиотической ассоциации с арбускулярными микоризами сделал их важным компонентом устойчивог?...

Грибы arbuscular mycorrhiza (AM) представляют собой категорию почвенных эндофитов, которые постоянно представляют интерес для исследователей. Их присутствие в корнях большинства растений и их участие в циклах питательных веществ делает их жизненно важными компонентами в стабильности каждой экосистемы, где присутствуют травянистые растения 1,2. Благодаря своему внеколесковому мицелию AM действует как грибковое расширение для корней растений, особенно в труднодоступных районах3. Основная деятельность находится в корнях растений-хозяев, где AM развивает большие гифные сети и специфические внутриклеточные структуры, называемые арбускулами. Отсутствие специфичности хозяина позволяет симбионту колонизировать несколько видов одновременно. Эта способность обеспечивает АМ роль распределения ресурсов и регулирования питательных веществ в экосистеме; гриб также обеспечивает поддержку в выживании растений и помогает в производительности растений 4,5,6,7. Реакция видов AM на корни хозяина видна в расширении и расположении внутрикорешкового мицелия, а также в наличии и форме арбускул, развитых внутриклеточным образом. Внутриклеточные арбускулы действуют как обменная точка между двумя симбионтами и представляют собой области, характеризующиеся быстрыми процессами переноса. Структуры, которые производят АМ, зависят от вида, и, помимо арбускул, в корнях они также развивают везикулы, споры и вспомогательные клетки.
Существует много проблем в оценке AM симбионтов в корнях растений 8,9. Первый – это их постоянное развитие в течение всего вегетационного периода хозяев, что приводит к множественным изменениям в гифальной арбускулярной структуре. Различные стадии роста арбускулярных соединений, вплоть до их коллапса, явно присутствуют в корнях, но стареющие структуры AM иногда перевариваются, что делает ихвидимыми лишь частично 10. Вторая проблема представлена методом и протоколом окрашивания, большим разнообразием корневых систем, размерами их клеток и различиями в толщине, которые затрудняют предложение единого метода. Последняя задача заключается в оценке и оценке колонизации АМ. Существует множество методов, которые оценивают АМ с разной степенью объективности, и большинство из них по-прежнему ограничены методами микроскопии. Простые основаны на наличии/отсутствии структур в корневой коре, в то время как более сложные основаны на визуальной оценке и использовании классов колонизации, с интеграцией частоты и интенсивности феномена колонизации. За последние десятилетия было получено много данных о микоризном статусе нескольких видов, но большинство методов ограничены наблюдаемой ценностью колонизации, не указывая на реальное положение каждой структуры в корневой коре. В ответ на необходимость получения более точных результатов по колонизации АМ был разработан метод, основанный на микроскопическом анализе микоризных паттернов (MycoPatt) в корнях для сборки в цифровом виде подробных микоризных карт11. Также метод позволяет объективно рассчитать параметры колонизации и определить фактическое положение каждой структуры в корне.
Положение грибковых структур AM может быть важным в ответе на следующие два вопроса. Первый связан с анализом колонизации в один конкретный момент из вегетационного цикла растения. В этом контексте очень полезно наблюдать за обилием арбускулярных/пузырьков, сообщать, как они расположены в корне, и обеспечивать очень четкое изображение и параметры колонизации. Второй связан с выявлением грибковой стратегии и ее направленностью и даже прогнозом ее дальнейшего развития. Одно применение MycoPatt может быть для растений, анализируемых ежедневно, каждые 2-3 дня, еженедельно или во время различных стадий роста. В этом контексте расположение везикул / арбускул важно для лучшего понимания биологического механизма колонизации AM. Эти параметры и наблюдения очень полезны для дополнения математических параметров.
Целью данной статьи является демонстрация способности системы MycoPatt исследовать потенциал и стратегию колонизации нативных грибов AM в корнях Zea mays (кукуруза) на разных стадиях развития и в корнях Festuca rubra (красная овсяница) при различных долгосрочных условиях оплодотворения. Для выполнения поставленной цели были проанализированы две большие базы данных из двух экспериментов. Эксперимент с кукурузой был установлен в Кожокне (46°44′56" широты и 23°50′0" длиной. E), в Экспериментальной дидактической ферме Университета сельскохозяйственных наук и ветеринарной медицины Клуж на феозиом с суглинистой текстуройпочвы 12. Эксперимент с красной овсяницей является частью более крупного экспериментального участка, созданного в 2001 году в Гецари, горы Апусени (46°49'064" широты n и 22°81'418'' длиной. Е), на прелювосоле (terra rossa) почвы типа 13,14. Кукурузу собирали в пять различных фенофаз роста12: В1 = 2-4 листа (в качестве контрольной точки для начала микоризной колонизации); B2 = 6 листьев; B3 = 8-10 листьев; B4 = образование початков; B5 = физиологическая зрелость. Начиная со стадии 2-4 листьев (А0), применялась органическая обработка, в результате которой получался двухградуальный фактор (А1 = контроль и А2 = обработанный). Корни красной овсяницы собирали при цветении из эксперимента с пятью многолетними оплодотворениями13,14: V1 = контрольный, неоплодотворенный; V2 = 10 т·га-1 навоз; V3 = 10 т·га-1 навоз + N 50 кг·га-1,Р2О5 25 кг·га-1, К2О 25 кг·га-1; V4 = N 100 кг·га-1, P2O5 50 кг·га-1, K2O 50 кг·га-1; V5 = 10 т·га-1 навоз + N 100 кг·га-1,Р2О5 50 кг·га-1, К2О 50 кг·га-1. Пять растений были собраны на каждой стадии развития из каждого варианта удобрения. Проанализированы протоколы окрашивания и их производительность с точки зрения времени обработки образца и качества окрашивания. Связь между развитием гиф АМ и наличием ее структур в корнях анализировалась отдельно для каждого вида и продолжалась выявлением наиболее разрешительных корней для колонизации. Конкретные модели колонизации каждой корневой системы были проанализированы на основе карт колонизации и значения параметров AM.
Кукуруза является однолетним растением, которое подразумевает непрерывный рост корней, и это стало основной причиной применения MycoPatt на стадиях выращивания. Овсяница красная – многолетнее растение с луга, долгое время обработанное различными удобрениями. Его корни имеют более короткое развитие на 1 год, а антез считается точкой вегетации, когда растение меняет свой метаболизм с вегетативного на генеративный. Чтобы поймать эти растения в эти периоды интенсивной активности, были выбраны вышеупомянутые временные точки. Отбор проб в течение вегетационного периода затруднен для этого вида при выращивании на естественных лугах.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Apple vinegar 5%</td>
			<td>FABRICA DE CONSERVE RAURENI S.R.L.</td>
			<td>O&#538;ET DE MERE</td>
			<td>https://www.raureni.ro/ro-ro/produs/otet-de-mere</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blue Ink</td>
			<td>Pelikan</td>
			<td>4001</td>
			<td>https://www.pelikan.com/pulse/Pulsar/ro_RO.Store.displayStore.224848./cerneal%C4%83-4001-de-la-pelikan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover slips</td>
			<td>Menzel-Glaser</td>
			<td>D 263 M</td>
			<td>https://si.vwr.com/store/product/20545757/cover-glasses-menzel-glaser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps, PMP</td>
			<td>Vitalab</td>
			<td>9.171 411</td>
			<td>http://shop.llg.de/info881_Forceps_PMP_lang_UK. 
			htm?UID=55005bf838d8000000000000 
			&#38;amp;OFS=33</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass jar 47 mL</td>
			<td>Indigo Cards</td>
			<td>BORCAN 47 ML HEXAGONAL</td>
			<td>https://indigo.com.ro/borcan-47-ml-hexagonal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminating Pouches</td>
			<td>Peach</td>
			<td>PP525-08</td>
			<td>Business Card (60x90mm) / https://supremoffice.ro/folie-laminare-60x90mm-125mic-carte-vizita-100-top-peach-pp525-08-510328</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microflow Class II ABS Cabinet</td>
			<td>Bioquell UK Ltd</td>
			<td>Microflow Class II ABS Cabinet</td>
			<td>http://www.laboratoryanalysis.co.uk/graphics/products/034_11%20CLASS%202BSC%20(STD).pdf</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope slides</td>
			<td>Deltalab</td>
			<td>D100001</td>
			<td>https://distrimed.ro/lame-microscop-matuite-la-un-capat-26x76-mm-deltalab/?utm_source=Google%20Shopping&#38;utm_campaign= 
			google%20shopping%20distrimed&#38;utm_medium=cpc&#38; 
			utm_term=1647&#38;gclid=CjwKCAjwu 
			YWSBhByEiwAKd_n_odzr8CaCXQ 
			hl9VQkAB3p-ODo2Ssuou9cnoRtz1Gb 
			xsjqPY7F05HmhoCj6oQAvD_BwE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsoft Office 365</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>Office 365</td>
			<td>Excel and Powerpoint; spreadsheet and presentation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Oltchim</td>
			<td>01-2119457892-27-0065</td>
			<td>http://www.sodacaustica.com.ro/pdf/fisa-tehnica-soda-caustica.pdf</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrile gloves</td>
			<td>SemperGuard</td>
			<td>816780637</td>
			<td>https://www.sigmaaldrich.com/RO/en/product/aldrich/816780637?gclid=CjwKCAjwuYWSBhByEiwAKd 
			_n_rmo4RRt8zBql7ul8ox 
			AAYhwhxuXHWZcw4hlR 
			x0Iro_4IyVt69aFHRoCmd 
			wQAvD_BwE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optika camera</td>
			<td>OPTIKA</td>
			<td>CP-8; P8 Pro Camera, 8.3 MP CMOS, USB 3.0</td>
			<td>https://www.optikamicroscopes.com/optikamicroscopes/product/c-p-series/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optika Microscope</td>
			<td>OPTIKA</td>
			<td>B383pL</td>
			<td>https://www.optikamicroscopes.com/optikamicroscopes/product/b-380-series/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protective mask FFP3</td>
			<td>Hermes Gift</td>
			<td>HERMES000100</td>
			<td>EN 149-2001+A1:2009 / https://www.emag.ro/set-10-masti-de-protectie-respiratorie-hermes-gift-ffp3-5-straturi-albe-hermes000100/pd/DTZ8CXMBM/#specification-section</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Cutfix</td>
			<td>9409814</td>
			<td>https://shop.thgeyer-lab.com/erp/catalog/search/search.action;jsessionid=C258CA 
			663588CD1CBE65BF 
			100F85241B?model.query=9409809</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White wine vinegar 9%</td>
			<td>FABRICA DE CONSERVE RAURENI S.R.L.</td>
			<td>O&#538;ET DE VIN ALB</td>
			<td>https://www.raureni.ro/ro-ro/produs/otet-de-vin-alb</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mycorrhizal maps as a tool to explore colonization patterns and fungal strategies in the roots of festuca rubra and zea mays

Арбускулярные микоризные грибы являются симбионтами в корнях растений. Их роль заключается в поддержании развития хозяев и поддержании равновесия питания в экосистемах. Процесс колонизации зависит от нескольких факторов, таких как экология почвы, генетическое разнообразие грибов и хозяина, а также агрономические методы. Их синхронизированное действие приводит к развитию сложной гифальной сети и приводит к вторичному развитию везикул и арбускул в корневых клетках. Целью данного исследования был анализ эффективности метода микоризных паттернов (MycoPatt) для позиционирования грибковых структур в корнях Festuca rubra и Zea mays. Другая цель состояла в том, чтобы исследовать стратегию грибковой колонизации, выявленную микоризными картами каждого вида. Получение и сборка нескольких микроскопических изображений позволяют оценить микоризную колонизацию как кукурузы, так и красной овсяницы для получения информации о реалистичном положении развитых структур. Наблюдаемые микоризные паттерны подчеркивают переменную эффективность каждого растения с точки зрения развития связей с почвенными симбиотическими грибами, вызванных прикладными обработками и стадией роста. Микоризные подробные карты, полученные с помощью метода MycoPatt, полезны для раннего выявления эффективности растений при симбиотическом приобретении из почвы.

Правильное использование щадящего метода дробления корней после процедур окрашивания обеспечивает хорошую детализацию микоризных структур, как для Zea mays (рисунок 8A-C), так и для Festuca rubra (рисунок 9A-E), хороший к...

Watch this Scientific Journal Video about Mycorrhizal Maps as a Tool to Explore Colonization Patterns and Fungal Strategies in the Roots of Festuca rubra and Zea mays at JoVE.com

Mycorrhizal Maps as a Tool to Explore Colonization Patterns and Fungal Strategies in the Roots of Festuca rubra and Zea mays

В протоколе здесь описываются методы оценки паттернов и стратегии арбускулярной микоризной колонизации в корнях для двух видов: Zea mays и Festuca rubra. Использование метода MycoPatt позволяет рассчитывать параметры, преобразовывать микоризные структуры в цифровые данные, отображать их реальное положение в корнях.

Микоризные карты как инструмент для изучения моделей колонизации и грибковых стратегий в корнях Festuca rubra и Zea mays

Arbuscular mycorrhizal fungi are symbionts in the roots of plants. Their role is to sustain host development and maintain the nutritional equilibrium in ...

Метод MycoPatt позволяет глубоко исследовать арбускулярную микоризную колонизацию корней. Микоризные карты указывают на грибковое расширение и представляют реальное положение каждой структуры в виде определенного паттерна. Микоризная колонизация объективно анализируется при разрешении 1%.Каждый корневой сегмент автоматически преобразуется в цифровую матрицу и генерирует обширную базу данных параметров колонизации. Для начала извлеките корни из холодильника и поместите их на рабочую площадку для размораживания при комнатной температуре. Чтобы выполнить очистку корней, поместите все корни одного растения в банку от 30 до 50 миллилитров, затем приготовьте 10%-ный раствор гидроксида натрия с водопроводной водой и вылейте его в банку, пока он полностью не покроет корни.Энергично встряхните банку в течение одной-двух минут для однородной дисперсии очищающего раствора в корнях. Дайте корням остаться в очищающем растворе в течение 48 часов. Для промывки корней пропустите содержимое банки через сито.Промойте корни несколько раз в водопроводной воде до полного удаления очищающего раствора. Далее поместите промытые корни в чистую банку для окрашивания. Затем приготовьте пяти-пятипроцентный раствор чернильного уксуса с водопроводной водой.Вылейте его в банку, пока он не покроет корни, и встряхните его в течение одной-двух минут. Через 48 часов для частичного обезжиривания промойте окрашенные корни в водопроводной воде на одну-две минуты. Энергично встряхните банку, чтобы удалить лишний раствор для окрашивания.Повторяйте процедуру до тех пор, пока корни не станут прозрачными для микроскопической оценки. Для сегментации корней поместите окрашенные корни на чешуйчатую разделочную доску. Нарежьте корни на сантиметровые сегменты.Выберите 15 сегментов для каждого варианта. Далее выкладываем корни на горку для подготовки сегмента, используйте ламинирующий мешочек для покрытия корней и аккуратно измельчайте их, начиная с края. Используйте мягкий пластиковый инструмент для отображения корней на слайде.Аккуратно снимите ламинирующий мешочек и накройте образец крышкой. Добавьте воду в угол горки с помощью пипетки и дайте воде медленно распределиться по горке. Удалите лишнюю воду бумажным полотенцем.Для микроскопического анализа используйте микроскоп, оснащенный камерой хорошего разрешения. Анализируйте слайды, начиная с конечности. Захватите каждое микроскопическое поле.Используйте 10 или 40-кратное увеличение для толстых корней и 40-кратное для тонких корней. После захвата переименуйте каждое изображение с помощью кода, который позволит реальную пост-ассамбляж корневых частей. Используйте презентационное программное обеспечение для проектирования чертежной доски для сборки изображений, установите ширину на два-три сантиметра шире ширины изображения.После захвата 15 снимков добавьте все захваченные изображения из одного сегмента в порядке их захвата, начиная с одного до 15, и реконструируйте всю длину корневого сегмента. Затем используйте вертикальное выравнивание, чтобы выровнять изображения по центру и убедиться, что каждое изображение следует за предыдущим. Поместите сетку из 10 на 150 ячеек на все изображения, чтобы покрыть весь корневой сегмент.Кроме того, поместите сетку 10 на 10 на каждом изображении и в каждую ячейку этой сетки вставьте число от одного до шести, если видна арбускулярная микоризная или AM-структура, или оставьте пустым, если структура AM отсутствует. Добавьте таблицу для сетки шириной 10 ячеек и длиной 150 ячеек. Измените таблицу с размерами на ширину изображений, а затем измените длину таблицы, чтобы она включала все изображения.Для оценки микоризной колонизации используйте уникальный номер для оценки каждого типа структуры, как описано в методе микоризного паттерна. Используйте один для гиф, два для арбускул, три для везикул, четыре для спор, пять для вспомогательных клеток и шесть для точек входа. Оцените каждую наблюдаемую микоризную структуру из каждой клетки ранее нанесенных сеток.После подсчета баллов вставьте все полученные оценки в таблицу MycoPatt. Используйте функцию копирования вставки для переноса всех оценок из презентации на первый лист с именем Raw Data. Для первичного анализа используйте третий лист с именем Параметры для визуализации результатов в процентах отдельно в трех формах.Используйте столбцы от A до K для анализа горизонтального изображения колонизации, столбцы от M до W для вертикального изображения колонизации и столбцы от Y до AI для анализа поперечной колонизации для каждого из 15 квадратов 10 на 10 и окончательной средней колонизации. Затем примените определения и формулы, специфичные для каждого параметра. Для получения и извлечения микоризных карт визуализируйте изображение, полученное в результате преобразования кода микоризных структур в цвета на втором листе под названием Graphs.Затем экспортируйте полученное изображение в лист графика в виде изображения и используйте цветовой код в легенде для анализа микоризных узоров. Для анализа микоризной карты определите наиболее важные структуры и их сборку. Затем опишите паттерн микоризной колонизации, наблюдаемый в анализируемых корнях, за которым следует стратегия колонизации, основанная на наблюдаемом структурном развитии в корне, ветвящемся паттерне и развитии арбускулярных пузырьков.Этот протокол предоставляет детали микоризных структур с хорошим контрастом между микоризными структурами и корневыми клетками для Zea mays и Festal rubra. Неудачные процедуры очистки и окрашивания привели к неясным микроскопическим изображениям микоризных структур в Festal rubra и Zea mays. Модели микоризной колонизации позволили полностью исследовать механизм колонизации, этот метод обеспечивает глубокое, мелкомасштабное исследование моделей и стратегий колонизации для Zea mays и Festuca rubra с дополнительным визуальным выражением параметров колонизации.В Zea mays наблюдался сильно колеблющийся колонизационный потенциал в зависимости от стадии развития растения, однако у Festuca rubra процессы колонизации происходили внутри корней и развитие гифальных сетей коррелировало с низкой скоростью развития корней. MycoPatt подходит для картирования арбускулярной микоризной колонизации у любого растения. Также полезно полностью изучить механизм колонизации и оценить грибковую стратегию вдоль корней.

mycorrhizal-maps-as-tool-to-explore-colonization-patterns-fungal

Research

JoVE Journal

Biology

Mycorrhizal Maps as a Tool to Explore Colonization Patterns and Fungal Strategies in the Roots of Festuca rubra and Zea mays

Correlative Light and Electron Microscopy (CLEM) as a Tool to Visualize Microinjected Molecules and their Eukaryotic Sub-cellular Targets

The eukaryotic cell relies on complex, highly regulated, and functionally distinct membrane bound compartments that preserve a biochemical polarity necessary for proper cellular function. Understanding how the enzymes, proteins, and cytoskeletal components govern and maintain this biochemical segregation is therefore of paramount importance. The use of fluorescently tagged molecules to localize to and/or perturb subcellular compartments has yielded a wealth of knowledge and advanced our understanding of cellular regulation. Imaging techniques such as fluorescent and confocal microscopy make ascertaining the position of a fluorescently tagged small molecule relatively straightforward, however the resolution of very small structures is limited 1.
On the other hand, electron microscopy has revealed details of subcellular morphology at very high resolution, but its static nature makes it difficult to measure highly dynamic processes with precision 2,3. Thus, the combination of light microscopy with electron microscopy of the same sample, termed Correlative Light and Electron Microscopy (CLEM) 4,5, affords the dual advantages of ultrafast fluorescent imaging with the high-resolution of electron microscopy 6. This powerful technique has been implemented to study many aspects of cell biology 5,7. Since its inception, this procedure has increased our ability to distinguish subcellular architectures and morphologies at high resolution. 
Here, we present a streamlined method for performing rapid microinjection followed by CLEM (Fig. 1). The microinjection CLEM procedure can be used to introduce specific quantities of small molecules and/or proteins directly into the eukaryotic cell cytoplasm and study the effects from millimeter to multi-nanometer resolution (Fig. 2). The technique is based on microinjecting cells grown on laser etched glass gridded coverslips affixed to the bottom of live cell dishes and imaging with both confocal fluorescent and electron microscopy. Localization of the cell(s) of interest is facilitated by the grid pattern, which is easily transferred, along with the cells of interest, to the Epon resin used for immobilization of samples and sectioning prior to electron microscopy analysis (Fig. 3). Overlay of fluorescent and EM images allows the user to determine the subcellular localization as well as any morphological and/or ultrastructural changes induced by the microinjected molecule of interest (Fig. 4). This technique is amenable to time points ranging from &le;5 s up to several hours, depending on the nature of the microinjected sample.

Correlative Light and Electron Microscopy CLEM as a Tool to Visualize Microinjected Molecules and their Eukaryotic Sub-cellular Targets

The CLEM technique has been adapted to analyze ultrastructural morphology of membranes, organelles, and subcellular structures affected by microinjected molecules. This method combines the powerful techniques of micromanipulation/microinjection, confocal fluorescent microscopy, and electron microscopy to allow millimeter to multi-nanometer resolution. This technique is amenable to a wide variety of applications.

Корреляционный световой и электронной микроскопии (CLEM) как инструмент для визуализации микроинъекции молекул и их Эукариотические Sub-клеточных мишеней


The eukaryotic cell relies on complex, highly regulated, and functionally distinct membrane bound compartments that preserve a biochemical polarity ...

Using SecM Arrest Sequence as a Tool to Isolate Ribosome Bound Polypeptides

Extensive research has provided ample evidences suggesting that protein folding in the cell is a co-translational process1-5. However, the exact pathway that polypeptide chain follows during co-translational folding to achieve its functional form is still an enigma. In order to understand this process and to determine the exact conformation of the co-translational folding intermediates, it is essential to develop techniques that allow the isolation of RNCs carrying nascent chains of predetermined sizes to allow their further structural analysis.
SecM (secretion monitor) is a 170 amino acid E. coli protein that regulates expression of the downstream SecA (secretion driving) ATPase in the secM-secA operon6. Nakatogawa and Ito originally found that a 17 amino acid long sequence (150-FSTPVWISQAQGIRAGP-166) in the C-terminal region of the SecM protein is sufficient and necessary to cause stalling of SecM elongation at Gly165, thereby producing peptidyl-glycyl-tRNA stably bound to the ribosomal P-site7-9. More importantly, it was found that this 17 amino acid long sequence can be fused to the C-terminus of virtually any full-length and/or truncated protein thus allowing the production of RNCs carrying nascent chains of predetermined sizes7. Thus, when fused or inserted into the target protein, SecM stalling sequence produces arrest of the polypeptide chain elongation and generates stable RNCs both in vivo in E. coli cells and in vitro in a cell-free system. Sucrose gradient centrifugation is further utilized to isolate RNCs.
The isolated RNCs can be used to analyze structural and functional features of the co-translational folding intermediates. Recently, this technique has been successfully used to gain insights into the structure of several ribosome bound nascent chains10,11. Here we describe the isolation of bovine Gamma-B Crystallin RNCs fused to SecM and generated in an in vitro translation system.

We describe here a technique that is now routinely used to isolate stably bound ribosome nascent chain complexes (RNCs). This technique takes advantage of the discovery that a 17 amino acid long SecM "arrest sequence" can halt translation elongation in a prokaryotic (E. coli) system, when inserted into (or fused to the C-terminus) of virtually any protein.

Использование МЭСМ последовательности арест как средство изолировать Рибосома связанных полипептидов

Extensive research has provided ample evidences suggesting that protein folding in the cell is a co-translational process1-5. However, the exact pathway ...

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the function and regulation of protein folding was studied in vitro, in isolated tissue culture cells and in unicellular organisms. Recent studies have uncovered links between protein homeostasis (proteostasis), metabolism, development, aging, and temperature-sensing. These findings have led to the development of new tools for monitoring protein folding in the model metazoan organism Caenorhabditis elegans. In our laboratory, we combine behavioral assays, imaging and biochemical approaches using temperature-sensitive or naturally occurring metastable proteins as sensors of the folding environment to monitor protein misfolding. Behavioral assays that are associated with the misfolding of a specific protein provide a simple and powerful readout for protein folding, allowing for the fast screening of genes and conditions that modulate folding. Likewise, such misfolding can be associated with protein mislocalization in the cell. Monitoring protein localization can, therefore, highlight changes in cellular folding capacity occurring in different tissues, at various stages of development and in the face of changing conditions. Finally, using biochemical tools ex vivo, we can directly monitor protein stability and conformation. Thus, by combining behavioral assays, imaging and biochemical techniques, we are able to monitor protein misfolding at the resolution of the organism, the cell, and the protein, respectively.

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

To study the relationship between protein homeostasis, stress and aging, we monitored changes in protein folding by following protein dysfunction, protein localization in the cell and protein stability at the organismal, cellular and protein levels, using the genetically tractable metazoan Caenorhabditis elegans as a model system.

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

A Guide to Modern Quantitative Fluorescent Western Blotting with Troubleshooting Strategies

The late 1970s saw the first publicly reported use of the western blot, a technique for assessing the presence and relative abundance of specific proteins within complex biological samples. Since then, western blotting methodology has become a common component of the molecular biologists experimental repertoire. A cursory search of PubMed using the term &#8220;western blot&#8221; suggests that in excess of two hundred and twenty thousand published manuscripts have made use of this technique by the year 2014. Importantly, the last ten years have seen technical imaging advances coupled with the development of sensitive fluorescent labels which have improved sensitivity and yielded even greater ranges of linear detection. The result is a now truly Quantifiable Fluorescence based Western Blot (QFWB) that allows biologists to carry out comparative expression analysis with greater sensitivity and accuracy than ever before. Many &#8220;optimized&#8221; western blotting methodologies exist and are utilized in different laboratories. These often prove difficult to implement due to the requirement of subtle but undocumented procedural amendments. This protocol provides a comprehensive description of an established and robust QFWB method, complete with troubleshooting strategies.

The advancement of western blotting using fluorescence has allowed detection of subtle changes in protein expression enabling quantitative analyses. Here we describe a robust methodology for detection of a range of proteins across a variety of species and tissue types. A strategy to overcome common technical problems is also provided.

Руководство по современной количественной Люминесцентная Вестерн-блоттинга с устранения неисправностей стратегий

The late 1970s saw the first publicly reported use of the western blot, a technique for assessing the presence and relative abundance of specific proteins ...

The c-FOS Protein Immunohistological Detection: A Useful Tool As a Marker of Central Pathways Involved in Specific Physiological Responses In Vivo and Ex Vivo

Many studies seek to identify and map the brain regions involved in specific physiological regulations. The proto-oncogene c-fos, an immediate early gene, is expressed in neurons in response to various stimuli. The protein product can be readily detected with immunohistochemical techniques leading to the use of c-FOS detection to map groups of neurons that display changes in their activity. In this article, we focused on the identification of brainstem neuronal populations involved in the ventilatory adaptation to hypoxia or hypercapnia. Two approaches were described to identify involved neuronal populations in vivo in animals and ex vivo in deafferented brainstem preparations. In vivo, animals were exposed to hypercapnic or hypoxic gas mixtures. Ex vivo, deafferented preparations were superfused with hypoxic or hypercapnic artificial cerebrospinal fluid. In both cases, either control in vivo animals or ex vivo preparations were maintained under normoxic and normocapnic conditions. The comparison of these two approaches allows the determination of the origin of the neuronal activation i.e., peripheral and/or central. In vivo and ex vivo, brainstems were collected, fixed, and sliced into sections. Once sections were prepared, immunohistochemical detection of the c-FOS protein was made in order to identify the brainstem groups of cells activated by hypoxic or hypercapnic stimulations. Labeled cells were counted in brainstem respiratory structures. In comparison to the control condition, hypoxia or hypercapnia increased the number of c-FOS labeled cells in several specific brainstem sites that are thus constitutive of the neuronal pathways involved in the adaptation of the central respiratory drive.

The c-FOS Protein Immunohistological Detection: A Useful Tool As a Marker of Central Pathways Involved in Specific Physiological Responses In Vivo and Ex Vivo

Here, we present a protocol based on c-FOS protein immunohistological detection, a classical technique used for the identification of neuronal populations involved in specific physiological responses in vivo and ex vivo.

C-FOS белка Обнаружение иммуногистохимического: Полезный инструмент в качестве маркера Центральной путей, участвующих в конкретных физиологических реакций<em&gt; В Vivo</em&gt; и<em&gt; Ex Vivo</em

Many studies seek to identify and map the brain regions involved in specific physiological regulations. The proto-oncogene c-fos, an immediate early gene, ...

High Resolution Quantification of Crystalline Cellulose Accumulation in Arabidopsis Roots to Monitor Tissue-specific Cell Wall Modifications

Plant cells are surrounded by a cell wall, the composition of which determines their final size and shape. The cell wall is composed of a complex matrix containing polysaccharides that include cellulose microfibrils that form both crystalline structures and cellulose chains of amorphous organization. The orientation of the cellulose fibers and their concentrations dictate the mechanical properties of the cell. Several methods are used to determine the levels of crystalline cellulose, each bringing both advantages and limitations. Some can distinguish the proportion of crystalline regions within the total cellulose. However, they are limited to whole-organ analyses that are deficient in spatiotemporal information. Others relying on live imaging, are limited by the use of imprecise dyes. Here, we report a sensitive polarized light-based system for specific quantification of relative light retardance, representing crystalline cellulose accumulation in cross sections of Arabidopsis thaliana roots. In this method, the cellular resolution and anatomical data are maintained, enabling direct comparisons between the different tissues composing the growing root. This approach opens a new analytical dimension, shedding light on the link between cell wall composition, cellular behavior and whole-organ growth.

High Resolution Quantification of Crystalline Cellulose Accumulation in Arabidopsis Roots to Monitor Tissue-specific Cell Wall Modifications

Crystalline cellulose is an important constituent of the plant cell wall. However, its quantification at a cellular resolution is technically challenging. Here, we report the use of polarized light technology and root cross sections to obtain information of cell wall composition at a spatiotemporal resolution.

Высокое разрешение Количественное кристаллической целлюлозы Накопление в<em&gt; Arabidopsis</em&gt; Корни для мониторинга Тканеспецифическая клеточной стенки Модификации

Plant cells are surrounded by a cell wall, the composition of which determines their final size and shape. The cell wall is composed of a complex matrix ...

Kinematic Analysis of Cell Division and Expansion: Quantifying the Cellular Basis of Growth and Sampling Developmental Zones in Zea mays Leaves

Growth analyses are often used in plant science to investigate contrasting genotypes and the effect of environmental conditions. The cellular aspect of these analyses is of crucial importance, because growth is driven by cell division and cell elongation. Kinematic analysis represents a methodology to quantify these two processes. Moreover, this technique is easy to use in non-specialized laboratories. Here, we present a protocol for performing a kinematic analysis in monocotyledonous maize (Zea mays) leaves. Two aspects are presented: (1) the quantification of cell division and expansion parameters, and (2) the determination of the location of the developmental zones. This could serve as a basis for sampling design and/or could be useful for data interpretation of biochemical and molecular measurements with high spatial resolution in the leaf growth zone. The growth zone of maize leaves is harvested during steady-state growth. Individual leaves are used for meristem length determination using a DAPI stain and cell-length profiles using DIC microscopy. The protocol is suited for emerged monocotyledonous leaves harvested during steady-state growth, with growth zones spanning at least several centimeters. To improve the understanding of plant growth regulation, data on growth and molecular studies must be combined. Therefore, an important advantage of kinematic analysis is the possibility to correlate changes at the molecular level to well-defined stages of cellular development. Furthermore, it allows for a more focused sampling of specified developmental stages, which is useful in case of limited budget or time.

Kinematic Analysis of Cell Division and Expansion: Quantifying the Cellular Basis of Growth and Sampling Developmental Zones in Zea mays Leaves

Quantifying cell division and expansion is of crucial importance to the understanding of whole-plant growth. Here, we present a protocol to calculate cellular parameters determining maize leaf growth rates and highlight the use of these data for investigating molecular growth regulatory mechanisms by directing developmental stage-specific sampling strategies.

Кинематический анализ клеточного деления и расширения: Количественная клеточная основа роста и отбора проб Развивающие зон в<em&gt; Zea Mays</em&gt; Листья

Growth analyses are often used in plant science to investigate contrasting genotypes and the effect of environmental conditions. The cellular aspect of ...

Light Sheet Fluorescence Microscopy of Plant Roots Growing on the Surface of a Gel

One of the key questions in understanding plant development is how single cells behave in a larger context of the tissue. Therefore, it requires the observation of the whole organ with a high spatial- as well as temporal resolution over prolonged periods of time, which may cause photo-toxic effects. This protocol shows a plant sample preparation method for light-sheet microscopy, which is characterized by mounting the plant vertically on the surface of a gel. The plant is mounted in such a way that the roots are submerged in a liquid medium while the leaves remain in the air. In order to ensure photosynthetic activity of the plant, a custom-made lighting system illuminates the leaves. To keep the roots in darkness the water surface is covered with sheets of black plastic foil. This method allows long-term imaging of plant organ development in standardized conditions.

This protocol shows a plant sample preparation method for light-sheet microscopy. The setup is characterized by mounting the plant vertically on the surface of a gel and letting it grow in controlled bright conditions. This allows long-term observation of plant organ development in standardized conditions.

Свет лист флуоресцентной микроскопией корней растений, растущих на поверхности геля

One of the key questions in understanding plant development is how single cells behave in a larger context of the tissue. Therefore, it requires the ...

Magnetic-Activated Cell Sorting Strategies to Isolate and Purify Synovial Fluid-Derived Mesenchymal Stem Cells from a Rabbit Model

Mesenchymal stem cells (MSCs) are the main cell source for cell-based therapy. MSCs from articular cavity synovial fluid could potentially be used for cartilage tissue engineering. MSCs from synovial fluid (SF-MSCs) have been considered promising candidates for articular regeneration, and their potential therapeutic benefit has made them an important research topic of late. SF-MSCs from the knee cavity of the New Zealand white rabbit can be employed as an optimized translational model to assess human regenerative medicine. By means of CD90-based magnetic activated cell sorting (MACS) technologies, this protocol successfully obtains rabbit SF-MSCs (rbSF-MSCs) from this rabbit model and further fully demonstrates the MSC phenotype of these cells by inducing them to differentiate to osteoblasts, adipocytes, and chondrocytes. Therefore, this approach can be applied in cell biology research and tissue engineering using simple equipment and procedures.

This article presents a simple and economic protocol for the straightforward isolation and purification of mesenchymal stem cells from New Zealand white rabbit synovial fluid.

Магнитные активированный ячейку Сортировка стратегии изоляции и очищают синовиальной жидкости производные мезенхимальных стволовых клеток из кролика модели

Mesenchymal stem cells (MSCs) are the main cell source for cell-based therapy. MSCs from articular cavity synovial fluid could potentially be used for ...

MRM Microcoil Performance Calibration and Usage Demonstrated on Medicago truncatula Roots at 22 T

This protocol describes a signal-to-noise ratio (SNR) calibration and sample preparation method for solenoidal microcoils combined with biological samples, designed for high-resolution magnetic resonance imaging (MRI), also referred to as MR microscopy (MRM). It may be used at pre-clinical MRI spectrometers, demonstrated on Medicago truncatula root samples. Microcoils increase sensitivity by matching the size of the RF resonator to the size of the sample of interest, thereby enabling higher image resolutions in a given data acquisition time. Due to the relatively simple design, solenoidal microcoils are straightforward and cheap to construct and can be easily adapted to the sample requirements. Systematically, we explain how to calibrate new or home-built microcoils, using a reference solution. The calibration steps include: pulse power determination using a nutation curve; estimation of RF-field homogeneity; and calculating a volume-normalized signal-to-noise ratio (SNR) using standard pulse sequences. Important steps in sample preparation for small biological samples are discussed, as well as possible mitigating factors such as magnetic susceptibility differences. The applications of an optimized solenoid coil are demonstrated by high-resolution (13 x 13 x 13 &#956;m3, 2.2 pL) 3D imaging of a root sample.

MRM Microcoil Performance Calibration and Usage Demonstrated on Medicago truncatula Roots at 22 T

A protocol to study biological tissue at high spatial resolution using ultra-high field magnetic resonance microscopy (MRM) using microcoils is presented. Step-by-step instructions are provided for characterizing the microcoils. Finally, optimization of imaging is demonstrated on plant roots.