Name: a simple protocol for mapping the plant root system architecture traits
Uploaded: 2023-02-10T13:10:00
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Reconocemos al Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (Subvención 58-6406-1-017) por apoyar esta investigación. También agradecemos al Centro de Biotecnología WKU, Western Kentucky University, Bowling Green, KY, EE.UU., y al Director del Instituto Central de Plantas Medicinales y Aromáticas CSIR, Lucknow, India, por proporcionar las instalaciones y el apoyo del instrumento (comunicación manuscrita CSIR CIMAP NO. CIMAP/PUB/2022/103). SS reconoce el apoyo financiero de Saint Joseph's University, Filadelfia, EE.UU.

Todo el protocolo se resume esquemáticamente en la Figura 1, mostrando todos los pasos esenciales involucrados en la revelación de la arquitectura del sistema raíz (RSA) de las plántulas. Los pasos del protocolo se detallan a continuación:
1. Esterilización de la superficie de la semilla de Arabidopsis
<ol><li>Transfiera una pequeña cucharada (aproximadamente 100 semillas = aproximadamente 2,5 mg) de semillas a un tubo de microfuga y remo...

<ol>
	<li>Shukla, D., Rinehart, C. A., Sahi, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+study+of+excess+phosphate+response+reveals+ethylene+mediated+signaling+that+negatively+regulates+plant+growth+and+development.">Comprehensive study of excess phosphate response reveals ethylene mediated signaling that negatively regulates plant growth and development.</a> Scientific Reports. 7 (1), 3074 (2017).</li><li>Rell&#225;n-&#193;lvarez, R., Lobet, G., Dinneny, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+control+of+root+system+biology.">Environmental control of root system biology.</a> Annual Review of Plant Biology. 67, 619-642 (2016).</li><li>Gruber, B. D., Giehl, R. F. H., Friedel, S., von Wir&#233;n, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+of+the+Arabidopsis+root+system+under+nutrient+deficiencies.">Plasticity of the Arabidopsis root system under nutrient deficiencies.</a> Plant Physiology. 163 (1), 161-179 (2013).</li><li>Shukla, D., 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=Genome-wide+expression+analysis+reveals+contrasting+regulation+of+phosphate+starvation+response+(PSR)+in+root+and+shoot+of+Arabidopsis+and+its+association+with+biotic+stress.">Genome-wide expression analysis reveals contrasting regulation of phosphate starvation response (PSR) in root and shoot of Arabidopsis and its association with biotic stress.</a> Environmental and Experimental Botany. , 188 (2021).</li><li>Robbins 2nd, ., E, N., Dinneny, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+is+required+for+perception+of+water+availability+to+pattern+root+branches+in+plants.">Growth is required for perception of water availability to pattern root branches in plants.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (4), E822-E831 (2018).</li><li>Linkohr, B. I., Williamson, L. C., Fitter, A. H., Leyser, H. M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrate+and+phosphate+availability+and+distribution+have+different+effects+on+root+system+architecture+of+Arabidopsis.">Nitrate and phosphate availability and distribution have different effects on root system architecture of Arabidopsis.</a> The Plant Journal. 29 (6), 751-760 (2002).</li><li>Lynch, J. P., Brown, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topsoil+foraging:+an+architectural+adaptation+of+plants+to+low+phosphorus+availability.">Topsoil foraging: an architectural adaptation of plants to low phosphorus availability.</a> Plant and Soil. 237 (2), 225-237 (2001).</li><li>L&#243;pez-Bucio, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphate+availability+alters+architecture+and+causes+changes+in+hormone+sensitivity+in+the+Arabidopsis+root+system.">Phosphate availability alters architecture and causes changes in hormone sensitivity in the Arabidopsis root system.</a> Plant Physiology. 129 (1), 244-256 (2002).</li><li>Jain, 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=Differential+effects+of+sucrose+and+auxin+on+localized+phosphate+deficiency-induced+modulation+of+different+traits+of+root+system+architecture+in+Arabidopsis.">Differential effects of sucrose and auxin on localized phosphate deficiency-induced modulation of different traits of root system architecture in Arabidopsis.</a> Plant Physiology. 144 (1), 232-247 (2007).</li><li>Jain, 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=Variations+in+the+composition+of+gelling+agents+affect+morphophysiological+and+molecular+responses+to+deficiencies+of+phosphate+and+other+nutrients.">Variations in the composition of gelling agents affect morphophysiological and molecular responses to deficiencies of phosphate and other nutrients.</a> Plant Physiology. 150 (2), 1033-1049 (2009).</li><li>Jain, A., Sinilal, B., Dhandapani, G., Meagher, R. B., Sahi, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+deficiency+and+excess+of+zinc+on+morphophysiological+traits+and+spatiotemporal+regulation+of+zinc-responsive+genes+reveal+incidence+of+cross+talk+between+micro-+and+macronutrients.">Effects of deficiency and excess of zinc on morphophysiological traits and spatiotemporal regulation of zinc-responsive genes reveal incidence of cross talk between micro- and macronutrients.</a> Environmental Science and Technology. 47 (10), 5327-5335 (2013).</li><li>Jain, 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=Role+of+Fe-responsive+genes+in+bioreduction+and+transport+of+ionic+gold+to+roots+of+Arabidopsis+thaliana+during+synthesis+of+gold+nanoparticles.">Role of Fe-responsive genes in bioreduction and transport of ionic gold to roots of Arabidopsis thaliana during synthesis of gold nanoparticles.</a> Plant Physiology and Biochemistry. 84, 189-196 (2014).</li><li>Williamson, L. C., Ribrioux, S. P., Fitter, A. H., Leyser, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphate+availability+regulates+root+system+architecture+in+Arabidopsis.">Phosphate availability regulates root system architecture in Arabidopsis.</a> Plant Physiology. 126 (2), 875-882 (2001).</li><li>Yang, T. J. W., Lin, W. D., Schmidt, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptional+profiling+of+the+Arabidopsis+iron+deficiency+response+reveals+conserved+transition+metal+homeostasis+networks.">Transcriptional profiling of the Arabidopsis iron deficiency response reveals conserved transition metal homeostasis networks.</a> Plant Physiology. 152 (4), 2130 (2010).</li><li>Kobae, 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=Zinc+transporter+of+Arabidopsis+thaliana+AtMTP1+is+localized+to+vacuolar+membranes+and+implicated+in+zinc+homeostasis.">Zinc transporter of Arabidopsis thaliana AtMTP1 is localized to vacuolar membranes and implicated in zinc homeostasis.</a> Plant Cell and Physiology. 45 (12), (2004).</li><li>Al-Ghazi, 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=Temporal+responses+of+Arabidopsis+root+architecture+to+phosphate+starvation:+evidence+for+the+involvement+of+auxin+signalling.">Temporal responses of Arabidopsis root architecture to phosphate starvation: evidence for the involvement of auxin signalling.</a> Plant, Cell and Environment. 26 (7), 1053-1066 (2003).</li><li>S, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> National Institutes of Health. , 1997-2007 (1997).</li><li>Dubrovsky, J. G., Forde, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+of+lateral+root+development:+pitfalls+and+how+to+avoid+them.">Quantitative analysis of lateral root development: pitfalls and how to avoid them.</a> The Plant Cell. 24 (1), 4-14 (2012).</li><li>Weeks, J. T., Ye, J., Rommens, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+in+planta+method+for+transformation+of+Alfalfa+(Medicago+sativa).">Development of an in planta method for transformation of Alfalfa (Medicago sativa).</a> Transgenic Research. 17 (4), 587-597 (2008).</li><li>Shukla, D., Krishnamurthy, S., Sahi, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microarray+analysis+of+Arabidopsis+under+gold+exposure+to+identify+putative+genes+involved+in+the+synthesis+of+gold+nanoparticles+(AuNPs).Genomics+Data.">Microarray analysis of Arabidopsis under gold exposure to identify putative genes involved in the synthesis of gold nanoparticles (AuNPs).Genomics Data.</a> 3, 100-102 (2015).</li></ol>

Este trabajo demostró el mapeo de RSA utilizando equipos de laboratorio simples. Usando este método, las alteraciones fenotípicas se registran a nivel refinado. El beneficio de esta estrategia es que la porción del brote nunca entra en contacto con los medios, por lo que el fenotipo de las plántulas es original. Este método implica la configuración de un sistema hidropónico para cultivar plántulas como se describe en el protocolo. Luego, cada plántula se saca intacta y se coloca en una placa de Petri llena de a...

La arquitectura del sistema radicular (RSA), que es subterránea, es un órgano vital para el crecimiento y la productividad de las plantas 1,2,3. Después de la etapa embrionaria, las plantas experimentan sus cambios morfológicos más significativos. La forma en que crecen las raíces en el suelo afecta en gran medida el crecimiento de las partes de la planta sobre el suelo. El crecimiento de la raíz es el primer paso en la germinación. Es un rasgo informativo ya que responde de manera única a diferentes nutrientes disponibles 1,2,3,4. El RSA exhibe un alto grado de plasticidad del desarrollo, lo que significa que el ambiente siempre se utiliza para tomar decisiones sobre el desarrollo 2,5. Los cambios en el medio ambiente han dificultado la producción de cultivos en el escenario actual. De forma continua, el RSA incorpora señales ambientales en las opciones de desarrollo5. Como resultado, una comprensión profunda de los principios detrás del desarrollo de las raíces es esencial para aprender cómo las plantas responden a los ambientes cambiantes 2,5.
El RSA detecta concentraciones variables de nutrientes y produce alteraciones fenotípicas 4,6,7,8,9,10,11,12. Los estudios sugieren que la morfología de la raíz/RSA es altamente plástica en comparación con la morfología del brote 1,3. El mapeo de rasgos RSA es altamente efectivo para registrar el efecto de cambiar el ambiente del suelo circundante 1,11,12.
En general, las discrepancias en el efecto de diversas deficiencias de nutrientes en el fenotipo de la raíz han sido reportadas en muchos estudios anteriores 3,11,13,14,15. Por ejemplo, hay varios informes contrastantes sobre los cambios inducidos por la inanición de fosfato (Pi) en el número, la longitud y la densidad de las raíces laterales (LR). Se ha reportado un aumento en la densidad de LR bajo la condición deficiente Pi 6,8. En contraste, una disminución en la densidad de LR en condiciones deficientes de Pi también ha sido reportada por otros autores 3,13,16. Una de las causas prominentes de estas inconsistencias es el uso del medio gelificante propenso a la contaminación elemental, que el agar a menudo contiene10. Los investigadores suelen cultivar sus plantas experimentales en un sistema de placas a base de agar y registran los rasgos de la raíz. Numerosos rasgos de RSA están frecuentemente ocultos o arraigados dentro del material de agar y no pueden ser documentados. Los experimentos relacionados con la inducción de deficiencia de nutrientes, en los que los usuarios a menudo excluyen un componente totalmente del medio, no pueden realizarse en un medio gelificante propenso a la contaminación elemental11,14,15. Numerosos nutrientes están frecuentemente presentes en cantidades significativas en los medios de agar, incluyendo P, Zn, Fe, y muchos más11,14,15. Además, el crecimiento de RSA es más lento en medios basados en agar que en medios líquidos no basados en agar. Como resultado, es necesario establecer un enfoque alternativo no basado en agar para cuantificar y registrar cualitativamente el fenotipo de RSA. En consecuencia, se ha desarrollado el método actual, en el que las plántulas se crían en un sistema hidropónico basado en caja magenta sobre una malla de polipropileno soportada por cuñas de policarbonato 1,10,11.
Este estudio presenta una versión improvisada detallada del método anterior descrito por Jain et al.10. Esta estrategia se ha ajustado para las demandas actuales en la biología de las raíces de las plantas y también se puede utilizar para plantas como la alfalfa, que no sean plantas modelo. El protocolo es la forma principal de medir los cambios en RSA, y solo requiere un equipo simple. El presente protocolo ilustra cómo fenotipar varias características radiculares, como las raíces primarias y laterales en medio normal y modificado (Pi deficiente). Se proporcionan instrucciones paso a paso y otros consejos útiles extraídos de las experiencias del autor para ayudar a los investigadores a seguir las metodologías ofrecidas en este método. El presente estudio tiene como objetivo proporcionar un método simple y eficaz para revelar todo el sistema radicular de las plantas, incluidas las LR de orden superior. Este método consiste en extender manualmente el sistema radicular con un pincel de arte de acuarela redonda, lo que permite un control preciso sobre la exposición de las raíces 1,10,11,12. No requiere equipos costosos ni software complicado. Este método ha mejorado la absorción de nutrientes y la tasa de crecimiento; Las plantas tienen una solución rica en nutrientes fácilmente absorbida por sus raíces. El presente método es adecuado para investigadores que desean mapear los rasgos del sistema radicular de una planta en detalle, particularmente durante el desarrollo temprano (10-15 días después de la germinación). Es adecuado para sistemas radiculares pequeños, plantas modelo como Arabidopsis y tabaco, y plantas no convencionales como Alfalfa hasta que su sistema radicular encaje en las cajas magenta.
Los pasos para el análisis fenotípico del desarrollo de RSA en Arabidopsis se describen en este protocolo de la siguiente manera: (1) el método de esterilización de la superficie de la semilla para plantas (Arabidopsis), (2) los pasos para configurar el sistema hidropónico, seguido de la siembra de semillas en un medio, (3) procedimiento para extraer las siembras completas y esparcirlas en la placa de Petri para el análisis de RSA, (4) cómo grabar las imágenes para RSA, y (5) calcular parámetros RSA importantes utilizando el software ImageJ.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Arabidospsis thaliana (Col 0)</td>
			<td>Lehle Seeds</td>
			<td>WT-02</td>
			<td>Columbia (Col-0**, no markers)*</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Art brushes</td>
			<td>Amazon or any other vendor</td>
			<td></td>
			<td>Water color round brush size no. 14 (8 mm), 16 (9.5 mm), 18 (12 mm), and 20 (14.2 mm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated Microscope with digital camera</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td></td>
			<td>LAS version 4.12.0, Leica Microsystems</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imaging Software</td>
			<td>ImageJ</td>
			<td></td>
			<td>ImageJ V 
			&#160;1.8.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magenta box GA-7</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>50-255-176</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medicago sativa</td>
			<td>Johnny&#39;s Seeds</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri-plate (150 mm x 15 mm)</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>8609-0215</td>
			<td>150 mm x 15 mm PS Petri Dish (https://www.usascientific.com)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photo camera</td>
			<td>Cannon or Nikon</td>
			<td></td>
			<td>Any high mega pixel (atleast 12 mega pixel per inch) camera on macro mode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plant-Agar</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A3301</td>
			<td>Agargel&#160; Suitable for plant tissue culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate Sheets</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>1 mm&#160; thick</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene Mesh</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Pore size 250 &#181;m, 500 &#181;m and 1000 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanner</td>
			<td>Epson</td>
			<td></td>
			<td>Epson Perfection V700 Photo (Scan at 600 dpi)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple protocol for mapping the plant root system architecture traits

El conocimiento integral del desarrollo de la arquitectura del sistema radicular de las plantas (RSA) es fundamental para mejorar la eficiencia del uso de nutrientes y aumentar la tolerancia de los cultivadores de cultivos a los desafíos ambientales. Se presenta un protocolo experimental para configurar el sistema hidropónico, el crecimiento de las plántulas, la propagación de RSA y la obtención de imágenes. El enfoque utilizó un sistema hidropónico basado en caja magenta que contenía malla de polipropileno soportada por cuñas de policarbonato. Los ajustes experimentales se ejemplifican evaluando el RSA de las plántulas bajo un suministro variable de nutrientes (fosfato [Pi]). El sistema se estableció para examinar el RSA de Arabidopsis, pero es fácilmente adaptable para estudiar otras plantas como Medicago sativa (Alfalfa). Las plántulas de Arabidopsis thaliana (Col-0) se utilizan en esta investigación como ejemplo para comprender la planta RSA. Las semillas se esterilizan en la superficie mediante el tratamiento de etanol y lejía comercial diluida, y se mantienen a 4 °C para su estratificación. Las semillas se germinan y se cultivan en un medio líquido semi-MS sobre una malla de polipropileno soportada por cuñas de policarbonato. Las plántulas se cultivan en condiciones de crecimiento estándar durante el número deseado de días, se recogen suavemente de la malla y se sumergen en placas de agar que contienen agua. Cada sistema de raíces de las plántulas se extiende suavemente sobre la placa llena de agua con la ayuda de un pincel de arte redondo. Estas placas de Petri se fotografían o escanean a alta resolución para documentar los rasgos RSA. Los rasgos de la raíz, como la raíz primaria, las raíces laterales y la zona de ramificación, se miden utilizando el software ImageJ disponible gratuitamente. Este estudio proporciona técnicas para medir las características de las raíces de las plantas en entornos ambientales controlados. Discutimos cómo (1) cultivar las plántulas y recolectar y esparcir muestras de raíces, (2) obtener imágenes de muestras RSA extendidas, (3) capturar las imágenes y (4) usar software de análisis de imágenes para cuantificar los atributos de la raíz. La ventaja del método actual es la medición versátil, fácil y eficiente de los rasgos RSA.

Los diferentes rasgos morfométricos de la arquitectura del sistema radicular (RSA) se miden utilizando herramientas de laboratorio simples, y los pasos se representan esquemáticamente en la Figura 1. Los detalles de la configuración hidropónica demuestran el potencial del protocolo en la medición del RSA (Figura 1 y Figura 2).
Dadas las diferencias observadas en los agentes gelificantes, se utilizó ...

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A Simple Protocol for Mapping the Plant Root System Architecture Traits

Utilizamos herramientas de laboratorio simples para examinar la arquitectura del sistema radicular (RSA) de Arabidopsis y Medicago. Las plántulas se cultivan hidropónicamente sobre malla y se extienden usando un pincel artístico para revelar el RSA. Las imágenes se toman mediante escaneo o una cámara de alta resolución, luego se analizan con ImageJ para mapear rasgos.

Un protocolo simple para mapear los rasgos de arquitectura del sistema radicular de la planta

Comprehensive knowledge of plant root system architecture (RSA) development is critical for improving nutrient use efficiency and increasing crop cultivar ...

Este es un método hidropónico no invasivo para medir la arquitectura del sistema radicular utilizando equipos de laboratorio de rutina. Este protocolo permite la visualización completa de todo el sistema radicular de la planta extendiéndolo manualmente. Una de las principales ventajas del análisis RSA es que permite estudiar el sistema radicular de las plantas sin necesidad de que pueda introducir contaminación elemental no deseada.Este método puede registrar la interacción ambiental directa, incluidas las condiciones hormonales, nutricionales y climáticas, con el RSA de los sistemas vegetales. Comience la esterilización superficial de las semillas de Arabidopsis remojando una pequeña cucharada de aproximadamente 100 semillas en agua destilada a temperatura ambiente. Después de 30 minutos, centrifugar brevemente las semillas a 500 G durante cinco segundos con una centrífuga de mesa.A continuación, decantar el agua y agregar 700 microlitros de etanol al 70% antes de enrojecer el tubo durante unos segundos. Centrifuga las semillas de nuevo. Si es necesario, repita el vórtice y la centrifugación, asegurándose de que el tratamiento con etanol al 70% no exceda los tres minutos.Después de tres minutos, enjuague inmediatamente las semillas con agua estéril. A continuación, trate las semillas con lejía comercial diluida que contenga una gota de TWEEN 20 durante siete minutos. Mezcle las semillas con una solución de lejía invirtiendo los tubos rápidamente de ocho a 12 veces.Después de una breve centrifugación, decantar el sobrenadante con una pipeta de un mililitro y enjuagar las semillas al menos cinco veces con agua estéril, siguiendo el mismo procedimiento de vórtice. Deje las semillas esterilizadas en la superficie en agua e incubarlas durante dos o tres días a cuatro grados centígrados para la estratificación. Autoclave la caja magenta estándar medio llena de agua destilada.Corte la lámina de policarbonato esterilizada en autoclave en rectángulos de cuatro por ocho centímetros con un punto medio con muescas a más de la mitad del rectángulo para que dos rectángulos puedan encajar juntos para formar una forma de X. Utilice esta configuración para sostener la malla de polipropileno de 250 micrómetros de tamaño de poro cortada en cuadrados de seis por seis centímetros. En el gabinete de flujo de aire laminar, agregue medios basales semi MS estériles con vitaminas más 1.5% de sacarosa a cada caja para llegar al borde inferior de la malla de polipropileno.Siembre las semillas esterilizadas en la superficie en la malla hidropónicamente y agrézcalas durante tres días. Después de tres días, transfiera las plántulas a una malla de tamaño de poro de 500 micrómetros y déjelas crecer durante dos días. A continuación, transfiera las plántulas a los medios de control y a los medios experimentales, y deje que las semillas crezcan durante siete días.Agregue de 10 a 20 mililitros de agua del grifo filtrada en autoclave a la placa de Petri. Saque suavemente las plántulas de la malla de 500 micrómetros. Con la ayuda de un pincel de arte redondo, extienda raíces similares a plantas en la placa llena de agua y sumérjalas en agua.Incline la placa ligeramente para eliminar el agua. Escanee o fotografíe estas placas de Petri apropiadamente. Mida la arquitectura del sistema raíz, o rasgos RSA, utilizando el software ImageJ disponible gratuitamente, luego abra el archivo que se va a analizar.Después de definir la escala, utilice la herramienta de línea recta para crear una selección de línea que delinee la barra de escala. Termine de delinear haciendo clic con el botón derecho, haciendo doble clic o haciendo clic en el cuadro al principio. Para medir la longitud de la barra de escala conocida en píxeles, haga clic en analizar, seguido de medir en la barra de herramientas.Anota la longitud del píxel. Abra el cuadro de diálogo Establecer escala haciendo clic en la pestaña Establecer escala en la pestaña Analizar. Compruebe la longitud de píxeles en el campo de distancia en píxeles.A continuación, introduzca el valor de la barra de escala en el campo de distancia conocida y establezca la unidad de longitud como milímetros. Bloquee la escala para esta imagen en particular haciendo clic en Aceptar. Utilice la herramienta de línea segmentada para una selección de línea que delinee la longitud de la raíz.Después de terminar el esquema, ajuste la selección de línea haciendo clic y arrastrando los pequeños controladores en blanco y negro a lo largo del contorno. En la pestaña analizar de ImageJ, seleccione el comando measure y cuantifique la longitud de la raíz. Transfiera los datos medidos a una hoja de cálculo haciendo clic derecho en la ventana de resultados, seleccionando copiar todo en el menú emergente, cambiando a la hoja de cálculo y pegando los datos.Para la medición y el cálculo de los rasgos RSA, mida la longitud de la raíz primaria entre la unión hipocótilo y el extremo de las puntas de la raíz. Luego mida las raíces laterales de primer orden, o la longitud de un grado LR, y las raíces laterales de segundo orden, o la longitud de LR de dos grados. Una vez hecho esto, copie y pegue todas las mediciones en la hoja de cálculo.Mida y registre la zona de ramificación de la raíz primaria, o BZPR, que abarca desde el primer punto emergente de la raíz lateral hasta el último punto emergente de la raíz lateral. Del mismo modo, registre el número de raíces laterales que se originan dentro del límite del BZPR. A continuación, mida la longitud promedio de las raíces laterales de primer y mayor orden.Deriva la longitud promedio de las raíces laterales primarias dividiendo la longitud total de las raíces laterales primarias por el número total de raíces laterales primarias. Luego, para medir la longitud promedio de las raíces laterales de segundo orden, calcule la longitud promedio de las raíces laterales secundarias dividiendo la longitud total de las raíces laterales secundarias por el número total de raíces laterales secundarias. Mida la densidad de la raíz lateral primaria dividiendo el número de raíces laterales primarias por la longitud del BZPR.A continuación, mida la zona de ramificación de las raíces laterales individuales y calcule la densidad de la raíz lateral secundaria dividiendo el número de raíces laterales secundarias por la longitud de las zonas de ramificación de las longitudes de las raíces laterales de segundo orden. Una vez hecho esto, mida la longitud total de la raíz, o TRL. Este es el agregado de raíces primarias y longitudes de raíces laterales primarias y secundarias.El sistema hidropónico utilizado en este experimento funcionó bien, reflejando el fenotipo contrastante aparente bajo condiciones deficientes y suficientes de fosfato inorgánico. Se analizaron varios rasgos de RSA bajo regímenes de fosfato inorgánico contrastantes en condiciones hidropónicas. El tratamiento deficiente en fosfato inorgánico invocó un fenotipo radicular que exhibía un RSA más corto, menos profundo y menos ramificado, en comparación con la condición suficiente de fosfato inorgánico.La longitud de la raíz primaria se atenuó significativamente bajo la condición deficiente de fosfato inorgánico. La ganancia significativa y rápida en la longitud de la raíz primaria en presencia de fosfato inorgánico milimolar 1,25 o medios de control indicó la eficiencia del sistema hidropónico y reflejó adecuadamente los cambios fisiomorfológicos. La zona de ramificación se redujo significativamente bajo la condición deficiente de fosfato inorgánico.La longitud promedio de la raíz lateral primaria se redujo significativamente en la condición de deficiencia de pi. La longitud promedio de la raíz lateral secundaria se redujo de manera similar debido a la condición deficiente en fosfato, sin embargo, fue menor en cantidad que la longitud promedio de la raíz lateral primaria. El número de raíces laterales primarias y secundarias disminuyó fuertemente bajo la condición deficiente de fosfato, en comparación con la condición de fosfato inorgánico de 1,25 milimolares de control.La densidad de la raíz lateral primaria no se modificó bajo la condición deficiente en fosfato, en relación con la condición de fosfato inorgánico milimolar de control, 1,25 milimolar. La densidad de la raíz lateral secundaria no mostró ningún cambio significativo, lo que indica la importancia de la densidad de la raíz lateral para obtener información sobre la plasticidad RSA. Quité suavemente las plántulas de la malla con pinzas.Extiendo raíces en un plato lleno de agua usando un pincel redondo, todas las raíces primarias, y lo extiendo recto, extendiendo raíces laterales simétricamente, extendiendo raíces laterales de segundo orden unidas a raíces laterales de primer orden. Se puede utilizar un método similar para calcular el área de hollín de las puntas de plantas de Arabidopsis. Las hojas de Arabidopsis se pueden extender en la otra placa seguida de la captura de imágenes y el análisis utilizando el software ImageJ disponible gratuitamente para determinar el área de hollín.Este protocolo se puede utilizar para responder a cualquier pregunta sobre la influencia del medio ambiente en la plasticidad del sistema radicular.

Research

JoVE Journal

Biology

A Protocol for the Identification of Protein-protein Interactions Based on 15N Metabolic Labeling, Immunoprecipitation, Quantitative Mass Spectrometry and Affinity Modulation

A Protocol for the Identification of Protein-protein Interactions Based on 15N Metabolic Labeling, Immunoprecipitation, Quantitative Mass Spectrometry and Affinity Modulation

El Protocolo para la identificación de las interacciones proteína-proteína base de<sup&gt; 15</sup&gt; N metabólico Etiquetado, inmunoprecipitación, cuantitativa Espectrometría de Masas y Modulación Affinity

Protein-protein interactions are fundamental for many biological processes in the cell. Therefore, their characterization plays an important role in ...

Investigación

Biología

A Simple Protocol for Extracting Hemocytes from Wild Caterpillars

Un protocolo simple para la extracción de hemocitos de orugas silvestres

Insect hemocytes (equivalent to mammalian white blood cells) play an important role in several physiological processes throughout an insect's life cycle ...

An Efficient Method for Quantitative, Single-cell Analysis of Chromatin Modification and Nuclear Architecture in Whole-mount Ovules in Arabidopsis

An Efficient Method for Quantitative, Single-cell Analysis of Chromatin Modification and Nuclear Architecture in Whole-mount Ovules in Arabidopsis

Un método eficaz para Cuantitativo, Análisis de celda única de la cromatina modificación y Arquitectura Nuclear en Todo el montaje en Óvulos<em&gt; Arabidopsis</em

In flowering plants, the somatic-to-reproductive cell fate transition is marked by the specification of spore mother cells (SMCs) in floral organs of the ...

Lateral Root Inducible System in Arabidopsis and Maize

Lateral Root Inducible System in Arabidopsis and Maize

Lateral sistema inducible Raíz en<em&gt; Arabidopsis</em&gt; Y maíz

Lateral root development contributes significantly to the root system, and hence is crucial for plant growth. The study of lateral root initiation is ...

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

La formación de imágenes reorganización espacial de una vía de señalización MAPK Usando el sistema de expresión transitoria del Tabaco

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

Plant Promoter Analysis: Identification and Characterization of Root Nodule Specific Promoter in the Common Bean

Planta promotor análisis: Identificación y caracterización del promotor de la raíz específica de nódulo en el frijol común

The upstream sequences of gene coding sequences are termed as promoter sequences. Studying the expression patterns of promoters are very significant in ...

A Simple High Efficiency Protocol for Pancreatic Islet Isolation from Mice

Un protocolo simple de alta eficiencia para el aislamiento de islotes pancreáticos de ratones

Pancreatic islets, also called the Islets of Langerhans, are a cluster of endocrine cells which produces hormones for glucose regulation and other ...

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

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

Un Protocolo de Pantalla Mutante de Señalización de Señalización de Fuerza Táctil Y Repetible para el Estudio de la Thigmomorfogénesis de una Planta Modelo Arabidopsis thaliana

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

Dry Root Rot Disease Assays in Chickpea: a Detailed Methodology

Ensayos de la enfermedad de ladrido de raíz seca en el garbanzo: una metodología detallada

Dry root rot (DRR) disease is an emerging biotic stress threat to chickpea cultivation around the world. It is caused by a soil-borne fungal pathogen, ...

Preparing and Rearing Axenic Insects with Tissue Cultured Seedlings for Host-Gut Microbiota Interaction Studies of the Leaf Beetle

Preparación y cría de insectos axénicos con plántulas cultivadas en tejidos para estudios de interacción entre la microbiota huésped-intestino del escarabajo de la hoja

Insect guts are colonized by diverse bacteria that can profoundly impact the host&#39;s physiological traits. Introducing a particular bacterial strain ...