ברצוננו להודות יעל נב עוזי על הסיוע בהכנת חומרים ניסיוניים. אנו אסירי תודה גם Wittler בטינה, ג'יימס מאן עבור סקירה ביקורתית של כתב היד. עבודה זו נתמכה על ידי ה-NSF מענקים DBI-1049341 MCB-1143813.

1-הכנת 1 x בינוני Murashige ו- Skoog (MS) <ol><li>g 4.31 להוסיף של MS תערובת הבסיס, 10 גרם סוכרוז ו 0.5 גר' 2-(N-Morpholino) ethanesulfonic חומצה (MES) גביע המכיל 0.8 לליטר מים מזוקקים ומערבבים להתמוסס. בדוק והתאם pH ל 5.7 באמצעות 1 מ' אשלגן הידרוקסידי (KOH). להוסיף מים מזוקקים כדי ליצור 1 ל'</li>
	<li>לחלק את המדיה שני בקבוקים 1 ליטר, 500 מ ל כל אחד. להוסיף 5 גר' אגר כל בקבוק. חופשיות המכסה.</li>
	<li>אוטוקלב כעשרים דקות ב 121 מעלות צלזיוס, 15 psi עם פס מגנטי מערבבים בבקבוק.</li>
	<li>לאחר autoclaving, למקם את הבקבוקים על צלחת מערבבים במהירות נמוכה, ולאפשר ' המדיום MS להתקרר עד 45-50 ° C (עד הבקבוק יכולים להיות מוחזקים בידיים חשופות).</li>
	<li>החל משלב זה, לבצע את כל השלבים בתנאים סטריליים ב תא למינארי. להוסיף 500 µL Gamborg &#39; s ויטמין לפתרון כל בקבוק ומערבבים המדיום MS לפיזור אחיד הפתרון ויטמין.</li>
	<li>שופכים מספיק מדיה לתוך צלחות לכסות בערך מחצית העומק של הצלחת-</li>
	<li>לאפשר את הצלחות להתקרר בטמפרטורת החדר במשך כ 1 h לאפשר את אגר שבמהלכו. 
	הערה: אם הצלחות לא אמור לשמש מיד, לעטוף אותם פלסטיק ולאחסן ב 4 מעלות (טמפרטורת המקרר). צלחות מקורה, תיבות או צינורות עם אגר הקרושה ניתן לאחסן מספר שבועות ב 4 ° C בכלי אטום לאוויר.</li>
</ol> 2. עיקור וסירוס של תודרנית זרעים עם אקונומיקה <ol><li>הכן MS צלחות על פי סעיף 1 של הפרוטוקול. אוטוקלב 100 מ של מים מזוקקים באותו זמן כמו התקשורת MS. השתמש באפשרות זו בהמשך כמו שטיפה במים וכדי לסייע להשעות את הזרעים כדי לסייע יופיצ. 
	הערה: אם רצונך בכך, 0.8% אגר תערובת (w/v) (לדוגמא phytagar) יכול להיות גם בלוק בשלב זה. התערובת אגר הרבה מכדי מים מזוקקים במהלך ציפוי (שלב הנגן 2.5.3.). צמיגות נוספת של התערובת אגר מקלה על שטח זרעים על צלחת או צמח בשורות במידת הצורך.</li>
	<li>הכנת 50% (v/v) מלבין פתרון כדי לשמש לחיטוי הזרעים. כדי לדלל אקונומיקה, להוסיף 100 מ של אקונומיקה 100 מ של מים מזוקקים. להוסיף 50 µL של דטרגנט Tween 20 הפתרון מלבין. 
	הערה: פתרון אקונומיקה מוכן ניתן לאחסן עד חודש, כל עוד הוא רק נפתח בתנאים סטריליים.</li>
	<li>Aliquot 100 זרעים לתוך צינור microcentrifuge 1.5 mL-</li>
	<li>לחטא את הזרעים באמצעות פתרון 50% מלבין.
	<ol><li>בתוך תא למינארי, להוסיף 500 µL של הפתרון 50% מלבין הצינור microcentrifuge המכיל את הזרעים. הקש על החלק התחתון של צינור כדי להשעות את הזרעים בפתרון מלבין. 
		הערה: לחלופין, מסובב או שאכר פלטפורמה של עשוי לשמש כדי לשמור את הזרעים מושעה.</li>
	</ol></li> <li>לשטוף את הפתרון אקונומיקה מהצינור.
	<ol><li>אחרי 10 דקות, להסיר הפתרון אקונומיקה באמצעות פיפטה או של העצמות מצויד טיפ פיפטה בקצה הצינור microcentrifuge.</li>
		<li>להוסיף 500 µL של מים מזוקקים סטריליים כדי ברכבת התחתית. סגור את הצינור, היפוך לערבב. לאפשר זרעים להתיישב לתחתית הצינור. לאחר זרעים התיישבו לתחתית הצינור בזהירות להסיר את הפתרון אקונומיקה על-ידי pipetting. חזור על פעולה זו שטיפה תהליך 6 פעמים.</li>
		<li>להוסיף 1 מ"ל של מים מזוקקים בלוק צינור כדי להשעות את הזרעים.</li>
	</ol></li> <li>צלחת הזרעים סטיריליים על צלחות MS-
	<ol><li>בתוך תא למינארי, תווית התחתית לצלחת MS עם השם מניות לבין התאריך הנוכחי.</li>
		<li>יוצקים את הזרעים מהצינור microcentrifuge לצלחת MS. להפיץ את הזרעים סביב הצלחת MS באמצעות לולאה לחסן סטרילי, לשימוש יחיד או טיפ פיפטה סטרילי. 
		הערה: אם זרעים נזרע בשורות, פיפטה עם טיפ 200 µL ניתן בנפרד למקם זרעים בעמדות הרצוי. כדי לשפר את הזרימה של זרעים, הסוף של קצה פיפטה שניתן לחיתוך על ידי 3-5 מ מ באמצעות מספריים. כל הזרעים במקומה או אשכולות של זרעים ואז ניתן למקם או מופרדים באמצעות לולאה לחסן חד-פעמי סטרילי.</li>
		<li>למקם את הצלחת MS-חוסר של למינארי עם המכסה עצומות למחצה. לאפשר את המים העודפים מתמוססות מהצלחת MS-</li>
		<li>למקם את המכסה על הצלחת MS. חותם הצלחת MS על ידי ליפוף לצלחת עם נייר נקבובי כירורגי קלטת (ראה את הטבלה של חומרים).</li>
	</ol></li></ol> 3. עיקור וסירוס של תודרנית זרע עם גז כלור <ol><li>הכן MS צלחות על פי סעיף 1 של הפרוטוקול. אוטוקלב 100 מ של מים מזוקקים באותו זמן כמו התקשורת MS; זה ישמש אחר כך לעזור להשעות את הזרעים כדי לסייע יופיצ. 
	הערה: אם רצונך בכך, 0.8% אגר תערובת (w/v) (לדוגמא phytagar) יכול להיות גם בלוק בשלב זה. התערובת אגר הרבה מכדי מים מזוקקים במהלך ציפוי (שלב 3.6.2.). צמיגות נוספת של התערובת אגר מקלה על שטח זרעים על צלחת או צמח בשורות במידת הצורך.</li>
	<li>לפני שמתחילים עיקור, לחשב את הסכומים של אקונומיקה, חומצת מלח (HCl) הדרושה להפקת גז כלור.
	<ol><li>לחשב הסכום של HCl הדרוש כדי לייצר את Cl 6.1% 2 נדרש עבור עיקור.</li>
		<li>להשתמש בנוסחה הבאה: 
		<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56587/56587eq1.jpg" /> עם mL 7,000 בתור אמצעי האחסון של המיכל עיקור וסירוס ו- 6.1% Cl 2; הנפח של HCl מחושבת להיות 3 מ ל. 
		הערה: גיליון אלקטרוני מתוכנת לבצע את החישוב עבור אמצעי אחסון שונים של מיכל ו- % Cl 2 מסופק משלימה טבלה 1-</li>
	</ol></li> <li>Aliquot 100 זרעים לתוך צינור microcentrifuge 0.5 mL. לסגור את כובעי כל מבחנה, למקם את הבקבוקונים מתלה פלסטיק ו להפריש. 
	הערה: זרעים ניתן לאחסן לתקופה ממושכת של זמן בשלב זה כל עוד הם מאוחסנים בתנאים נאותים. תנאי אחסון ניתן למצוא בסעיף 3.3.2 של הפרוטוקול על ידי ריברו ועמיתיו 4. ניתן להשתמש בתבנית 96-ובכן צלחת-</li>
	<li>להכין את החומרים הדרושים לביצוע סטריליזציה גז כלור.
	<ol><li>להשיג מלבין ו- HCl של מיקומי אחסון שלהם.</li>
		<li>לחתוך רצועה של פרפין גדול סרט (ראה את הטבלה של חומרים) לשימוש בשלב 3.5.3. לאטום את המיכל עיקור.</li>
		<li>למקם את מיכל פלסטיק עם מכסה בו העיקור יתקיים בתוך ברדס fume. לפתוח את הפקקים על כל הבקבוקונים זרע ומניחים המתלה כולו זרע בתוך המיכל פלסטיק.</li>
	</ol></li> <li>לבצע עיקור גז כלור בטמפרטורת החדר. 
	התראה: לעבוד עם אקונומיקה וחומצה בנפרד. אין להשאיר גם בקבוק uncapped כדי להפחית את הסיכון של נוזלים. השתמש המתאים ציוד מגן אישי (עיקרון השוויון הפוליטי) כולל כפפות חלוק מעבדה. אם אקונומיקה או חומצה מתיז על כפפות, לשנות כפפות לפני טיפול חומרים אחרים. תמיד להסיר כפפות בשכונה fume במקרה של זיהום אקונומיקה או חומצה.
	<ol><li>מקום גביע 250 מ ל בתוך המיכל ולהוסיף 100 מ של אקונומיקה. 
		הערה: התגובה בין HCl אקונומיקה מחייבת לפחות 22 כרכים עודף של אקונומיקה. התגובה לצרוך HCl, אקונומיקה על ידי שחרור גז 2 Cl עם נתרן כלורי (NaCl) ומים כמו תוצרי לוואי. שימוש עודף גדול של אקונומיקה מאפשר את הצריכה של d HCl נוספיםuring תקופת אוורור, אשר מפחית את כמות נתרן ביקרבונט (NaHCO 3) הדרושים כדי לנטרל את הפתרון עבור סילוק. 
		התראה: כשהספל צריך להיות לפחות פעמיים נוזלי הנפח הכולל של אקונומיקה + HCl. פעולה זו מונעת פרצים בריחה כשהספל במהלך השלב הבא, אשר יכול לגרום נזק זרעים, אקונומיקה בגדים, או לצרוב עור חשוף.</li>
		<li>להוסיף 3 מ"ל של HCl כשהספל המכיל האקונומיקה. 
		התראה: התגובה הראשונית יהיה לייצר בועות, במיוחד בריכוזים גז גבוהה יותר מ- 6.1%. חלוק מעבדה עם שרוולים ארוכים הכרחי בשלב זה.</li>
		<li>לסגור את המיכל עיקור, לאטום אותו עם סרט פרפין מיד.</li>
		<li>לפקח על המכולה עיקור במהלך הזמן עיקור כדי להבטיח הצטברות גזים; ההצטברות של כלור גז צריך להיות גלוי כמו אובך הצהוב חלש בתוך המיכל. 
		התראה: בדוק מעת לעת המכולה עיקור כדי להבטיח כי הלחץ בתוך יש לא unseated את המכסה או שעוות פרפין הסרט. אם המכסה הגיע ב־2005 נכללו קאו יאי או הסרט פרפין השתחררה, סגור את המכסה, בזהירות לעטוף את המיכל עם רובד נוסף של הסרט פרפין.</li>
		<li>לאחר 1 h-עיקור התקופה, פתח את המיכל על-ידי הסרת פרפין הסרט ופתיחה המכסה על פינה אחת. לאפשר המכולה לפרוק עבור 3 שעות להשלים את התגובה ולחסל הגז-</li>
		<li>לסגור את הפקקים כל microcentrifuge הצינורות בארון זרע. 
		הערה: זרעים סטיריליים ניתן לאחסן עד הזמן של ציפוי כל עוד הן מאוחסנות במצב יבש.</li>
		<li>להסיר את המדף זרע ולמקם אותו תא למינארי.</li>
		<li>לנטרל תגובת גז כלור <ol><li>להוסיף 1.5 גר' אבקת 3 NaHCO לאט כדי כשהספל המכיל את הפתרון מלבין/HCl ומערבבים עם מוט זכוכית לפזר את NaHCO 3 פתרון. המשך להוסיף NaHCO 3 עד בועות הגז פחמן דו-חמצני (CO 2) פסקו להרכיב. 
			התראה: להוסיף לאט כדי למנוע פרצים. השתמש עיקרון השוויון הפוליטי המתאים כולל כפפות חלוק מעבדה.</li>
			<li>לבדוק את רמת ה-pH של התמיסה באמצעות חומציות או מד pH. להוסיף NaHCO נוספים 3 אם הצורך עד ה-pH של הפתרון הוא נייטרלי (pH 7.0). בשלב זה הפתרון יכול להיות הוסר מהשכונה fume והשמדתי בהתאם להנחיות סילוק ישים כל. 
			התראה: אם כל הריח שם לב במהלך סילוק ואז הפתרון מיד יש להחזיר למכסה fume.</li>
		</ol></li></ol></li> <li>צלחת הזרעים סטיריליים על צלחות MS-
	<ol><li>בתוך תא למינארי, תווית התחתית לצלחת MS עם השם מניות לבין התאריך הנוכחי.</li>
		<li>µL 500 להוסיף מים מזוקקים סטיריליים כל שפופרת microcentrifuge להשעות את הזרעים. יוצקים זרעים על הצלחת MS ולהפיץ את הזרעים אחיד סביב הצלחת באמצעות לולאה לחסן סטרילי, לשימוש יחיד או טיפ פיפטה סטרילי.</li>
		<li>למקם את הצלחת MS-חוסר של למינארי עם המכסה עצומות למחצה. לאפשר את המים העודפים מתמוססות מהצלחת MS-</li>
		<li>למקם את המכסה על הצלחת MS. לאטום את הצלחת MS על ידי ליפוף לצלחת עם נייר הדבקה נקבובי.</li>
	</ol></li></ol> 4. הצמיחה של תודרנית על צלחות MS <ol><li>מקום הצלחות עם המכסה על גבי שלושה ימים ב- 4 הלעפה תרוטרפמט והלחות הסביבתית. 
	הערה: תהליך זה נקרא ריבוד ומשמש לסינכרון מלכתחילה נביטה של זרעים בודדים.</li>
	<li>להעביר את הצלחות לסביבה צמיחה.
	Photoperiod <ol><li>שמור על טמפרטורה ב 23 ° C, עוצמת האור-120-150 µmol/m 2 s 16 h אור / כהה 8 שעות. מקום צלחות שטוח לתוך הסביבה לגדול עם המכסה למעלה אז השורשים לגדול לתוך המדיום.</li>
	</ol></li> <li>לתת השתילים על צלחות לגדול במשך 8 ימים. 
	הערה: תקופת הצמיחה 8 היום מאפשר מאוחר. הנבטת הזרעים לנבוט. צלחות can be הבקיע מוקדם יותר מאשר 8 ימים אם יש כל הזרעים מונבטים.</li>
	<li>ציון שיעור הנביטה.
	<ol><li>רשומה מספר זרעים זה יש מונבטים, כי יש לא מונבטים. לחשב שיעור נביטה על-ידי חלוקת מספר הזרעים מונבטים על ידי המספר הכולל של זרעים על הצלחת. 
		הערה: נביטה נספרת כאשר radicle חזתה מחוץ קליפת הזרע פסיגי הזרע שני גלויים.</li>
		<li>גם לספור את מספר זרעים מושפעת עובש כדי לקבוע את היעילות של התנאים עיקור.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Weigel, D., Glazebrook, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Arabidopsis: a laboratory manual. , (2002).</li><li>Koornneef, M., Meinke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+Arabidopsis+as+a+model+plant.">The development of Arabidopsis as a model plant.</a> Plant J. 61 (6), 909-921 (2010).</li><li>The Arabidopsis Genome Initiative. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=+Analysis+of+the+genome+sequence+of+the+flowering+plant+Arabidopsis+thaliana."> Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana.</a> Nature. 408 (6814), 796-815 (2000).</li><li>Rivero, 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=Handling+Arabidopsis+plants:+growth,+preservation+of+seeds,+transformation,+and+genetic+crosses.">Handling Arabidopsis plants: growth, preservation of seeds, transformation, and genetic crosses.</a> Methods Mol Biol. 1062, 3-25 (2014).</li><li>Yamada, 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=Empirical+analysis+of+transcriptional+activity+in+the+Arabidopsis+genome.">Empirical analysis of transcriptional activity in the Arabidopsis genome.</a> Science. 302 (5646), 842-846 (2003).</li><li>Alonso, J. M., Stepanova, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arabidopsis+transformation+with+large+bacterial+artificial+chromosomes.">Arabidopsis transformation with large bacterial artificial chromosomes.</a> Methods Mol Biol. 1062, 271-283 (2014).</li><li>Savage, L. J., Imre, K. M., Hall, D. A., Last, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+essential+Arabidopsis+nuclear+genes+encoding+plastid-targeted+proteins.">Analysis of essential Arabidopsis nuclear genes encoding plastid-targeted proteins.</a> PLoS One. 8 (9), e73291 (2013).</li><li>Podar, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+growth+and+cultivation.">Plant growth and cultivation.</a> Methods Mol Biol. 953, 23-45 (2013).</li><li>Xu, W., 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=An+improved+agar-plate+method+for+studying+root+growth+and+response+of+Arabidopsis+thaliana.">An improved agar-plate method for studying root growth and response of Arabidopsis thaliana.</a> Sci Rep. 3, 1273 (2013).</li><li>Clough, S. J., Bent, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Floral+dip:+a+simplified+method+for+Agrobacterium-mediated+transformation+of+Arabidopsis+thaliana.">Floral dip: a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana.</a> Plant J. 16, (1998).</li><li>Cederholm, H. M., Benfey, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+sensitivities+to+phosphate+deprivation+suggest+that+RGF+peptides+play+disparate+roles+in+Arabidopsis+thaliana+root+development.">Distinct sensitivities to phosphate deprivation suggest that RGF peptides play disparate roles in Arabidopsis thaliana root development.</a> New Phytol. 207 (3), 683-691 (2015).</li><li>Ye, G. N., 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=Arabidopsis+ovule+is+the+target+for+Agrobacterium+in+planta+vacuum+infiltration+transformation.">Arabidopsis ovule is the target for Agrobacterium in planta vacuum infiltration transformation.</a> Plant J. 19 (3), 249-257 (1999).</li><li>Kuromori, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+collection+of+11+800+single-copy+Ds+transposon+insertion+lines+in+Arabidopsis.">A collection of 11 800 single-copy Ds transposon insertion lines in Arabidopsis.</a> Plant J. 37 (6), 897-905 (2004).</li><li>Fiers, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+14-amino+acid+CLV3,+CLE19,+and+CLE40+peptides+trigger+consumption+of+the+root+meristem+in+Arabidopsis+through+a+CLAVATA2-dependent+pathway.">The 14-amino acid CLV3, CLE19, and CLE40 peptides trigger consumption of the root meristem in Arabidopsis through a CLAVATA2-dependent pathway.</a> Plant Cell. 17 (9), 2542-2553 (2005).</li><li>Stepanova, A. N., Alonso, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PCR-based+screening+for+insertional+mutants.">PCR-based screening for insertional mutants.</a> Methods Mol Biol. 323, 163-172 (2006).</li><li>O'Malley, R. C., Alonso, J. M., Kim, C. J., Leisse, T. J., Ecker, 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=An+adapter+ligation-mediated+PCR+method+for+high-throughput+mapping+of+T-DNA+inserts+in+the+Arabidopsis+genome.">An adapter ligation-mediated PCR method for high-throughput mapping of T-DNA inserts in the Arabidopsis genome.</a> Nat Protoc. 2 (11), 2910-2917 (2007).</li><li>L&#243;pez-Ribera, I., Vicient, 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=Use+of+ultrasonication+to+increase+germination+rates+of+Arabidopsis+seeds.">Use of ultrasonication to increase germination rates of Arabidopsis seeds.</a> Plant Methods. 13 (31), (2017).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

כאשר גדל תודרנית זרעים במדיה סטרילי, יש להחיל צורה כלשהי של עיקור. הן אקונומיקה כלור גז עיקור וטיפולי התוצאה דומה נביטה עובש וקצב הצמיחה עיכוב. גם שיטת עיקור גורם הפחתה משמעותית בשיעור נביטה של זרעים עם פוטנציאל; גבוהה נביטה עם זאת, אקונומיקה עיקור מומלצת עבור קווים עם פוטנציאל נביטה נמוכה יותר (20-70%), בשל הקטן, אף על פי שאינו משמעותי, שיפור בשיעור הנביטה לעומת גז עיקור (איור 3 א).
לחיטוי תודרנית זרעים עם אקונומיקה ריכוזים בין 40-100% עבור עד 10 דקות מספק אחוזי נביטה משביע רצון, דיכוי עובש יעיל. למרות אקונומיקה ריכוזים פחות מ- 40% לספק עיקור נאותה רוב הזרע הרבה, באמצעות ריכוז של 40% או גבוה יותר ערבויות עיקור יעיל של הרבה זרע מזוהם בכבדות אפילו. זה חשוב לא יעלה על 10 דקות של עיקור בעת שימוש אקונומיקה ריכוזים שווה או גבוה מ- 80% כדי למנוע תמותה גבוהה זרע מולדים בהתפתחות נבט.
טיפול תודרנית זרעים עם ריכוזי גז כלור 6.1% או 16.5% לתוצאות 1 h בנביטה גבוה המחירים ולמניעת עובש נאותה. ריכוז גז כלור נמוך (2.1%) יכול לשמש בהצלחה על ידי הגדלת משך עיקור ל-3 שעות.
כאשר כמה שורות צריך לעקר, מומלץ נוזלי עיקור בפתרון של אקונומיקה 50% למשך 10 דקות. עבור מספרים גדולים של קווים, עיקור גז עם ריכוז גז של 6.1% עבור 1 h הוא אפשרות טובה יותר מאחר קווים רבים יכולים להיות מעוקר בקלות ובמהירות עם פחות מניפולציה.
התוצאות שלנו לספק תנאים סטנדרטיים לחיטוי מספר גדול של זרעי אחרים שונים והן את הזרעים עם פוטנציאל נמוך נביטה. המגבלה היחידה של טכניקות אלה עיקור היא כי הם לא ניתן להחיל את הזרעים הנביטה המחירים פחות מ- 20% עקב תמותה נרחבת זרע. שיטות אלטרנטיביות, כגון sonication17, כדי להגדיל את שיעור הנביטה בהיעדרו של עיקור עשוי להועיל במקרים אלה.

תודרנית לבנה (תודרנית) הוא אורגניזם מודל עיקרי במחקר בסיסי ויישומי צמח ביולוגיה1,2,3. ואילו תנאים סטנדרטיים של תודרנית הצמיחה כבר וותיקה4, ההשפעה של עיקור זרע על הכדאיות זרע לא בקפדנות נבדק. מדיה מלאים צלחות או בתיבות משמש באופן שגרתי כדי להקל על צמיחה של תודרנית השתילים עבור יישומים ניסויים רבים, כגון זיהוי של homozygous קטלני המוטציות באוכלוסיה הפרדת, תצפית של פנוטיפים לירות ושורש -מוקדם שלבים, בידוד של רקמות ללא הפתוגן, אוסף של כמויות גדולות של שתיל רקמות, מבחר transformants או צמחים עמידים לתרופות והערכה של נביטה1,2,3,4 . זרעים שנקטפו הצמחים גדלו בחממה או תא לגידול נגועים מדי פעם עם מיקרואורגניזמים ואבק. הצמיחה של תודרנית שתילים על סוגים שונים של מדיה סטרילי מחייבת עיקור זרע מוקדמת כדי להסיר חיידקים מזהמים כגון פטריות וחיידקים המצויים על פני הזרע. השימוש של משטר עיקור של זרע יעיל הוא קריטי עבור איזון של נביטה גבוה, זיהום מזערי צימוח נמרץ.
שתי השיטות הנפוצות ביותר בשימוש עבור עיקור זרע תודרנית מבוססים על מסחרי אקונומיקה (נוזל-פאזי), גז כימי (אדי-שלב). הליכים שונים יש כבר מועסקים שני עיקור נוזלי-שלב1,4,5,6,7,8,9 , עיקור 10 ו אדי-פאזי של תודרנית זרעים8,10,11,12,13,14,15 ,16. עם זאת, בעוד נהלים אלה הוכחו כיעילים שישותו של אחרים שימוש עיקור זרע, ניתוח מפורט של ההשפעה של טיפולים שונים עיקור על הזרעים של אחרים שונה לא דווחה. לכן, אופטימיזציה של הליכים אלה עיקור נדרש להגדרת תנאי שבו עיקור יעיל בשילוב עם קצב נביטה גבוה.
תודרנית ביולוגי משאב מרכז (לסלילת) ממוקם באופן ייחודי כדי a) לבדוק הזרע הכדאיות של מגוון אחרים שונים את אוסף b) ולנצל נהלי בקרת איכות מוחל באופן פנימי, בתגובה למשוב על נביטת הזרעים. המטרות של הניסויים שהוצגו כאן היו לברר את ההשפעות של עיקור בשיטות שונות על נביטת הזרעים של אחרים טווח של תודרנית. נהלים עיקור ממוטבת והתוצאה בשערי נביטת הזרעים גבוהה תוך שמירה על הפתוגן מינימלי זיהום מוצגים עבור עיקור גז אקונומיקה והן כלור.

standardized method for high-throughput sterilization of arabidopsis seeds

תודרנית לבנה שתילים (תודרנית) בדרך כלל צריכים להיות מבוגרים במדיה סטרילי. פעולה זו דורשת זרע מוקדמת עיקור כדי למנוע את התפתחותם של חיידקים מזהמים בהווה על פני הזרע. כיום, זרעים תודרנית סטריליים באמצעות שתי שיטות עיקור ברורים בתנאים שונים במקצת בין מעבדות, אינה אחידה, שנרשמים עיקור יעיל באופן חלקי בלבד או בתמותה זרע מוגזמת. רוב שיטות אלה אינן גם להרחבה בקלות למספר רב של זרע שורות מגוונים אחרים. טכנולוגיות לניתוח תפוקה גבוהה של תודרנית ממשיכים להתרבות, טכניקות מתוקננת לחיטוי מספרים גדולים של זרעי אחרים שונים הופכים חיוניים עבור ניצוח סוגים אלה של ניסויים. התגובה של מספר קווי תודרנית שתי טכניקות שונות עיקור הוערך בהתבסס על שיעור הנביטה הזרע ואת רמת זיהום זרע ועם חיידקים פתוגנים אחרים. הטיפולים כללו ריכוזים שונים של לחיטוי סוכנים ושעות של חשיפה, בשילוב כדי לקבוע תנאים אופטימליים תודרנית זרע עיקור. הוכנו נהלים מיטביים עבור שתי שיטות שונות עיקור: אקונומיקה (נוזל-פאזי), גז כלור (Cl2) (אדי-שלב), שניהם וכתוצאה מכך שיעורי הנביטה הזרע גבוהה זיהום מיקרוביאלי מינימלי. השירות של פרוטוקולים אלה מצויר באמצעות בדיקה של פראי סוג והן זרעים. מוטנטים עם מגוון של פוטנציאל נביטה. התוצאות שלנו מראים כי זרעים ביעילות לעקר באמצעות כל אחת מהשיטות ללא זרע מופרז התמותה, למרות השפעות מזיקות של עיקור נצפו על זרעים עם נמוך יותר פוטנציאל נביטה אופטימלית. בנוסף, משוואה פותחה כדי לאפשר לחוקרים חלים התנאים עיקור גז כלור מתוקננת אטום מיכלים בגדלים שונים. הפרוטוקולים המתוארים כאן מאפשרים עיקור זרע קלה, יעילה וזולה עבור מספר גדול של תודרנית קווים.

תודרנית זרעים שנאסף תא בשדה, חממה או צמיחה פתוחה לפעמים שזוהמו על ידי מיקרואורגניזמים שונים כמו פטריות וחיידקים1,4. לפיכך, נובטים זרעי במדיה סטרילי יכול להיות מאתגר במיוחד עקב זיהום של הצלחות, במיוחד כאשר אספקת הזרעים מוגבלת. פרוטוקול ממוטב עבור עיקור גז אקונומיקה והן כלור, תוצאותיה מוצגות להלן, ממזער את הבעיה ושומר את הכדאיות של זרעים הנדרש עבור יישומי תפוקה גבוהה.
ההשפעות של עיקור אקונומיקה על נביטה של זרעים תודרנית Col-0
אקונומיקה היא סוכן הנפוצות ביותר של זרע עיקור של מיני צמחים רבים. ריכוז אופטימלי של הסוכן עיקור וזמן חשיפה משתנה בין המינים. מספר פרוטוקולים יש כבר מועסקים באמצעות אקונומיקה עבור עיקור של תודרנית זרעים1,4,5,6,7,8,9 , 10. ארבע ריכוזים שונים של אקונומיקה עם זמן חשיפה שונות חמש תקופות נבדקו ואת התוצאות מוצגים איור 1. הטיפולים הוחלו על קולומביה פראי-סוג (Col-0) זרעים. השפעת ריכוז אקונומיקה על נביטה של זרעים Col-0 מגוונים תלוי בזמן של עיקור כפי שמגלה על אינטראקציה משמעותית בין ריכוז אקונומיקה לזמן של עיקור (איור 1, P &#60; 0.001. אנובה-השונות).
בניסויים עם עיקור פעמים בין 5 ל 10 דקות, טיפולים עם כל ריכוזי אקונומיקה הביאה באותה מידה נביטה גבוה שיעור של Col-0 זרעים (איור 1). המחירים נביטה גבוה נצפו גם עבור מלבין ביתי ריכוזים של 40% ו 50% עבור כל הזמן עיקור. טיפולים עם 80% ל-100% מלבין עבור תקופות יותר מ 10 דקות הביא משמעותי להקטין את שיעור הנביטה לעומת הפעמים טבילה קצרה יותר (P &#60; 0.01, ANOVA). יתר על כן, כי הן 80% ל-100% מלבין טיפולים במשך 20 דקות, נביטה משמעותית ירדו בהשוואה המתאימים 40% וטיפולי 50% מלבין (P &#60; 0.001, ANOVA).
זרעים להציג רמות שונות של הלבנת מצמקים בעת שימוש ריכוזים אקונומיקה גבוהה למשך 15 דקות או יותר. בנוסף גבוה יחסית (עד 32%) התמותה זרעים, זרעים מונבטים מעוקר ב תנאים אלה לעיתים קרובות הראה צמיחה פגמים, משתקפת כישלון של פסיגי הזרע, hypocotyls להתפתח, להאריך, וכתוצאה מכך מעצר התפתחותית. רוב הטיפולים (14 מתוך 20) היו לגמרי בחינם, וכתוצאה מכך הכוללת כייר רמת הממוצע של ± 0.21% 0.003 (טבלה 1).
טיפול עם אקונומיקה 50% וזמן הספיגה של 10 דקות נבחר המשטר עיקור הכי טוב כי זה משולב אחוז נביטה גבוה עם עיכוב טוב של פתוגן משטח צמיחה. טיפול זה נבחר כדי לבחון את ההשפעה של עיקור אקונומיקה על קווים מוטנטים שונים כפי שמתואר להלן.
ההשפעות של עיקור גז כלור על נביטה של זרעים Col-0
כדי למטב את תנאי סטריליזציה גז כלור, שימשו שלושה ריכוזים שונים של גז כלור כדי לחטא Col-0 זרעים במשך שתי תקופות זמן (טבלה 2). ריכוז הגז היה מחושב בהתבסס על הנפח של HCl מרוכזת, נפח המיכל עיקור באמצעות המשוואה הבאה:
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56587/56587eq2.jpg">
המשוואה הזו נגזר באמצעות החוק גז אידאלי בהנחה 12.3 M HCl, לטמפרטורה של 23 מעלות צלזיוס, לחץ אטמוספירי של 101.3 kPa.
השפעת ריכוז גז כלור על נביטה של זרעים Col-0 הוצגה לסמוך על הזמן של עיקור כמצוין על-ידי האינטראקציה משמעותי בין הזמן ואת הגורמים ריכוז (איור 2 א, P &#60; 0.01, ANOVA) . ריכוז גז כלור היה אין השפעה משמעותית על נביטה של זרעים Col-0 נתון 1 h עיקור. עם הפעם עיקור, כל ריכוזי גז כימי בדרגה דומה רמות גבוהות של נביטה, מעל 85% (P &#62; 0.05, ANOVA). מצד שני, עיקור h באורך 3, גרמו ירידה משמעותית אחוזי נביטה של הריכוז הגבוה ביותר של גז כלור, לעומת שני ריכוזים גז נמוכה יותר (P &#60; 0.05, ANOVA). תוצאות אלו מצביעות על טיפולים של תודרנית זרעים עם כל אחד ריכוזי גז כלור שנבדקו עבור 1 h, או עם ריכוזי גזים מתחת 16.5% עבור 3 h, יעילים באותה מידה בשימור הזרע הכדאיות מאז נביטה המחירים היו תמיד גדול יותר מ- 82%. עם זאת, לחיטוי זרעים h 3 בגז 16.5% היה מזיק נביטת הזרעים.
השכיחות של עובש גם הייתה תלויה גז ריכוז וזמן החשיפה. צמיחה של עובש היה עכבות ביעילות את ריכוזים גבוהים יחסית של 6.1% ל- 16.5% גז כלור לטיפול h באורך 1 ועם כל ריכוזי גז עבור 3 h (איור 2B).
בהתבסס על תוצאות אלו, טיפול עם ריכוז גז של 6.1% עבור h 1 (טבלה 2) נבחר התנאי עיקור אדי-פאזי הטוב ביותר כדי לבחון את ההשפעה של גז עיקור בשורות מוטנטים שונים, מאז זה משולב (קצב נביטה גבוה 85%) עם רמה נמוכה מאוד של זיהום עובש (0.02%).
ההשפעות של אקונומיקה, כלור גז עיקור על זרעים בעלי פוטנציאל שונה נביטה
ניתוח סטטיסטי הראה כי התגובה נביטה שיטות העיקור הייתה תלויה הפוטנציאל נביטה של הקווים (איור 3A, P &#60; 0.01, ANOVA). עיקור גז לא מלבין ולא כלור מופחת קצב נביטה של זרעים עם פוטנציאל גבוה נביטה (קבוצות 4 ו- 5). הטיפול לא היתה השפעה על קצב נמוך כבר נביטה של הקבוצה עם הנביטה הנמוךפוטנציאל (קבוצה 1). לעומת זאת, עיקור גז כלור הביא לירידה משמעותית בכ-12-18% (P &#60; 0.01, ANOVA) ב מלכתחילה נביטה של זרעים עם פוטנציאל נביטה ביניים (קבוצות 2 ו- 3). עיקור אקונומיקה גם ירד שיעור הנביטה ב 13% של קבוצה 2, אבל זה לא פחת שיעור הנביטה של קבוצה 3. למרות שהיה הבדל משמעותי בשיעור נביטה בין אקונומיקה כלור גז טיפולים בשום קבוצה נביטה (איור 3A, P &#62; 0.442, ANOVA), זרעים עיקור באמצעות אקונומיקה היה מעט גבוה יותר שיעור הנביטה יותר גז-עיקור זרעים בכל קבוצות נביטה.
טיפולים עיקור שינו באופן משמעותי (P &#60; 0.001, ANOVA) האחוזים של זרעים מושפעת עובש (איור 3B). שניהם כלור גז ומלבין עיקור, גרמו פחות צמיחה של עובש (P &#60; 0.05, ANOVA) בהשוואה ללא עיקור. לא היה הבדל ברמת עובש זוהה בין עיקור גז ומלבין בשום קבוצה (איור 3B, P &#62; 0.4, ANOVA).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56587/56587fig1.jpg"> 
איור 1: השפעת ריכוז אקונומיקה וזמן עיקור על נביטה של זרעים תודרנית Col-0- ערכים הם אמצעי ± SD המתקבל 5 שכפולי עצמאית של הניסוי. * מציין הבדלים משמעותיים ביחס 5 דקות לספוג את משך עבור טווח ריכוזים אקונומיקה (P &#60; 0.01, ANOVA). #מציין הבדלים משמעותיים בין 80%-100% מלבין ריכוזי יחסית 40% ל- 50% במשך 20 דקות פרק זמן (P &#60; 0.01, ANOVA). <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56587/56587fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56587/56587fig2.jpg"> 
איור 2: השפעות של כלור גז ריכוז וזמן עיקור על זרעים תודרנית Col-0- (א) שיעור הנביטה ורמת עובש (B). קווי שגיאה מייצגים ± באמצעים SD המתקבל ביולוגי 5 ו 5 שכפולי טכני של הניסוי. אמצעים שאינם שותפים מכתב הם שונים באופן משמעותי (P &#60; 0.05, ANOVA). <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56587/56587fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56587/56587fig3.jpg"> 
איור 3: ההשפעות של אקונומיקה, כלור גז עיקור על זרעים בעלי פוטנציאל שונה נביטה. (א) שיעור הנביטה ורמת עובש (B). הקווים חוליה T-DNA 100 היו מסווגים חמש קבוצות על פי הנביטה שלהם פוטנציאל הגדיר את קצב נביטה, בהעדר כל סוכן עיקור. הקבוצות מבוסס על קצב נביטה היו כדלקמן: קבוצה 1 (0-20%), קבוצה 2 (21-50%), קבוצה 3 (51-70%), קבוצה 4 (71-90%) ו קבוצה 5 (91-100%). הקווים נבחרו באופן אקראי, שלהם נביטה הפוטנציאליים אינם תלויים גנוטיפ. ערכים הם אמצעי ± SD המתקבל שלושה שכפולי עצמאית של הניסוי. אותיות ("a", "ab", "c", וכו ') מעל כל ערך מציינים את קבוצות סטטיסטיות של קטגוריה פירושו. אמצעים שאינם שותפים מכתב הם שונים באופן משמעותי (P &#60; 0.05, ANOVA). <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56587/56587fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td rowspan="2">עיקור הזמן (דקות)</td>
			<td colspan="4">ריכוז אקונומיקה (%)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40</td>
			<td>50</td>
			<td>80</td>
			<td>100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>2.13%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.00%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.50%</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.36%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.68%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20</td>
			<td>0.19%</td>
			<td>0.28%</td>
			<td>0.00%</td>
			<td>0.00%</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
טבלה 1: כייר רמת מחוטא-אקונומיקה Col-0 זרעים.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>אקונומיקה</td>
			<td>HCl</td>
			<td>זמן</td>
			<td rowspan="2">% גז כלור (מול Cl2/mol גז סה)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(mL)</td>
			<td>(mL)</td>
			<td>(h)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25</td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
			<td>2.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25</td>
			<td>1</td>
			<td>3</td>
			<td>2.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100</td>
			<td>3</td>
			<td>1</td>
			<td>6.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100</td>
			<td>3</td>
			<td>3</td>
			<td>6.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200</td>
			<td>9</td>
			<td>1</td>
			<td>16.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200</td>
			<td>9</td>
			<td>3</td>
			<td>16.5</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
בטבלה 2: כלור (Cl2) גז עיקור טיפולים על קולומביה פראי-סוג הזרעים באמצעות מיכל 7 L.
משלימה טבלה 1: גיליון אלקטרוני מתוכנת לבצע את החישוב עבור אמצעי אחסון שונים של מיכל ו- % Cl2. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56587/Supplemental_Table _1.xlsx" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקובץ.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Standardized Method for High-throughput Sterilization of Arabidopsis Seeds at JoVE.com

Standardized Method for High-throughput Sterilization of Arabidopsis Seeds

שיטה סטנדרטית עבור תפוקה גבוהה עיקור של תודרנית זרעים

מטרת המחקר הייתה לקבוע את ההשפעות של אקונומיקה, כלור גז עיקור על נביטת הזרעים של אחרים טווח של תודרנית גדל על מדיה סטרילי. עיקור ממוטבת פרוטוקולים פותחו כדי למנוע את התפתחותם של חיידקים מזהמים תוך מתן זרע משביע רצון הישרדות.

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

standardized-method-for-high-throughput-sterilization-arabidopsis

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

29.3K Views.  The Ohio State University. מטרת המחקר הייתה לקבוע את ההשפעות של אקונומיקה, כלור גז עיקור על נביטת הזרעים של אחרים טווח של תודרנית גדל על מדיה סטרילי. עיקור ממוטבת פרוטוקולים פותחו כדי למנוע את התפתחותם של חיידקים מזהמים תוך מתן זרע משביע רצון הישרדות.

Video: Standardized Method for High-throughput Sterilization of Arabidopsis Seeds

Adherence of Bacteria to Plant Surfaces Measured in the Laboratory

This manuscript describes a method to measure bacterial binding to axenic plant surfaces in the light microscope and through the use of viable cell counts. Plant materials used include roots, sprouts, leaves, and cut fruits. The methods described are inexpensive, easy, and suitable for small sample sizes. Binding is measured in the laboratory and a variety of incubation media and conditions can be used. The effect of inhibitors can be determined. Situations that promote and inhibit binding can also be assessed. In some cases it is possible to distinguish whether various conditions alter binding primarily due to their effects on the plant or on the bacteria.

An easy method for measuring and characterizing bacterial adhesion to plants, particularly roots and sprouts, is described in this article.

דבקותה של חיידקים לשתול משטחים הנמדדים במעבדה

This manuscript describes a method to measure bacterial binding to axenic plant surfaces in the light microscope and through the use of viable cell ...

Environment

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for assessing plant responses to chemicals and other substances of interest is presented. This system is highly efficient in obtaining homogeneous and healthy seedlings of the C3 and C4 model species Arabidopsis thaliana and Setaria viridis, respectively. The sterile cultivation avoids algae and microorganism contamination, which are known limiting factors for plant normal growth and development in hydroponics. In addition, this system is scalable, enabling the harvest of plant material on a large scale with minor mechanical damage, as well as the harvest of individual parts of a plant if desired. A detailed protocol demonstrating that this system has an easy and low-cost assembly, as it uses pipette racks as the main platform for growing plants, is provided. The feasibility of this system was validated using Arabidopsis seedlings to assess the effect of the drug AZD-8055, a chemical inhibitor of the target of rapamycin (TOR) kinase. TOR inhibition was efficiently detected as early as 30 min after an AZD-8055 treatment in roots and shoots. Furthermore, AZD-8055-treated plants displayed the expected starch-excess phenotype. We proposed this hydroponic system as an ideal method for plant researchers aiming to monitor the action of plant inducers or inhibitors, as well as to assess metabolic fluxes using isotope-labeling compounds which, in general, requires the use of expensive reagents.

A simple, versatile, and low-cost in vitro hydroponic system was successfully optimized, enabling large-scale experiments under sterile conditions. This system facilitates the application of chemicals in a solution and their efficient absorption by roots for molecular, biochemical, and physiological studies.

עלות נמוכה גמיש מערכת הידרופונית להערכת תגובות צמח מולקולות קטנות בתנאים סטריליים

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Translating Ribosome Affinity Purification (TRAP) to Investigate Arabidopsis thaliana Root Development at a Cell Type-Specific Scale

In this article, we give hands-on instructions to obtain translatome data from different Arabidopsis thaliana root cell types via the translating ribosome affinity purification (TRAP) method and consecutive optimized low-input library preparation.
As starting material, we employ plant lines that express GFP-tagged ribosomal protein RPL18 in a cell type-specific manner by use of adequate promoters. Prior to immunopurification and RNA extraction, the tissue is snap frozen, which preserves tissue integrity and simultaneously allows execution of time series studies with high temporal resolution. Notably, cell wall structures remain intact, which is a major drawback in alternative procedures such as fluorescence-activated cell sorting-based approaches that rely on tissue protoplasting to isolate distinct cell populations. Additionally, no tissue fixation is necessary as in laser capture microdissection-based techniques, which allows high-quality RNA to be obtained.
However, sampling from subpopulations of cells and only isolating polysome-associated RNA severely limits RNA yields. It is, therefore, necessary to apply sufficiently sensitive library preparation methods for successful data acquisition by RNA-seq.
TRAP offers an ideal tool for plant research as many developmental processes involve cell wall-related and mechanical signaling pathways. The use of promoters to target specific cell populations is bridging the gap between organ and single-cell level that in turn suffer from little resolution or very high costs. Here, we apply TRAP to study cell-cell communication in lateral root formation.

Translating Ribosome Affinity Purification TRAP to Investigate Arabidopsis thaliana Root Development at a Cell Type-Specific Scale

Translating ribosome affinity purification (TRAP) offers the possibility to dissect developmental programs with minimal processing of organs and tissues. The protocol yields high-quality RNA from cells targeted with a green fluorescent protein (GFP)-labeled ribosomal subunit. Downstream analysis tools, such as qRT-PCR or RNA-seq, reveal tissue and cell type-specific expression profiles.

מתרגם הריבוכמה אהדה לטיהור (מלכודת) כדי לחקור את התפתחות השורש של הספר הבסיסי בקנה מידה ספציפי לסוג תא

In this article, we give hands-on instructions to obtain translatome data from different Arabidopsis thaliana root cell types via the translating ribosome ...

Developmental Biology

Monitoring Bacterial Colonization and Maintenance on Arabidopsis thaliana Roots in a Floating Hydroponic System

Bacteria form complex rhizosphere microbiomes shaped by interacting microbes, larger organisms, and the abiotic environment. Under laboratory conditions, rhizosphere colonization by plant growth-promoting bacteria (PGPB) can increase the health or the development of host plants relative to uncolonized plants. However, in field settings, bacterial treatments with PGPB often do not provide substantial benefits to crops. One explanation is that this may be due to loss of the PGPB during interactions with endogenous soil microbes over the lifespan of the plant. This possibility has been difficult to confirm, since most studies focus on the initial colonization rather than maintenance of PGPB within rhizosphere communities. It is hypothesized here that the assembly, coexistence, and maintenance of bacterial communities are shaped by deterministic features of the rhizosphere microenvironment, and that these interactions may impact PGPB survival in native settings. To study these behaviors, a hydroponic plant-growth assay is optimized using Arabidopsis thaliana to quantify and visualize the spatial distribution of bacteria during initial colonization of plant roots and after transfer to different growth environments. This system&#8217;s reproducibility and utility are then validated with the well-studied PGPB Pseudomonas simiae. To investigate how the presence of multiple bacterial species may affect colonization and maintenance dynamics on the plant root, a model community from three bacterial strains (an Arthrobacter, Curtobacterium, and Microbacterium species) originally isolated from the A. thaliana rhizosphere is constructed. It is shown that the presence of these diverse bacterial species can be measured using this hydroponic plant-maintanence assay, which provides an alternative to sequencing-based bacterial community studies. Future studies using this system may improve the understanding of bacterial behavior in multispecies plant microbiomes over time and in changing environmental conditions.

Monitoring Bacterial Colonization and Maintenance on Arabidopsis thaliana Roots in a Floating Hydroponic System

Here we describe a hydroponic plant growth assay to quantify species presence and visualize the spatial distribution of bacteria during initial colonization of plant roots and after their transfer into different growth environments.

ניטור מושבת חיידקי ותחזוקה על השורשים האראדותזיס thaliana במערכת ידרופוני צף

Bacteria form complex rhizosphere microbiomes shaped by interacting microbes, larger organisms, and the abiotic environment. Under laboratory conditions, ...

Immunology and Infection

Long-term, High-resolution Confocal Time Lapse Imaging of Arabidopsis Cotyledon Epidermis during Germination

Imaging in vivo dynamics of cellular behavior throughout a developmental sequence can be a powerful technique for understanding the mechanics of tissue patterning. During animal development, key cell proliferation and patterning events occur very quickly. For instance, in Caenorhabditis elegans all cell divisions required for the larval body plan are completed within six hours after fertilization, with seven mitotic cycles1; the sixteen or more mitoses of Drosophila embryogenesis occur in less than 24 hr2. In contrast, cell divisions during plant development are slow, typically on the order of a day 3,4,5 . This imposes a unique challenge and a need for long-term live imaging for documenting dynamic behaviors of cell division and differentiation events during plant organogenesis. Arabidopsis epidermis is an excellent model system for investigating signaling, cell fate, and development in plants. In the cotyledon, this tissue consists of air- and water-resistant pavement cells interspersed with evenly distributed stomata, valves that open and close to control gas exchange and water loss. Proper spacing of these stomata is critical to their function, and their development follows a sequence of asymmetric division and cell differentiation steps to produce the organized epidermis (Fig. 1).
This protocol allows observation of cells and proteins in the epidermis over several days of development. This time frame enables precise documentation of stem-cell divisions and differentiation of epidermal cells, including stomata and epidermal pavement cells. Fluorescent proteins can be fused to proteins of interest to assess their dynamics during cell division and differentiation processes. This technique allows us to understand the localization of a novel protein, POLAR6, during the proliferation stage of stomatal-lineage cells in the Arabidopsis cotyledon epidermis, where it is expressed in cells preceding asymmetric division events and moves to a characteristic area of the cell cortex shortly before division occurs. Images can be registered and streamlined video easily produced using public domain software to visualize dynamic protein localization and cell types as they change over time.

Long-term, High-resolution Confocal Time Lapse Imaging of Arabidopsis Cotyledon Epidermis during Germination

We describe a protocol using chamber slides and media to immobilize plant cotyledons for confocal imaging of the epidermis over several days of development, documenting stomatal differentiation. Fluorophore-tagged proteins can be tracked dynamically by expression and subcellular localization, increasing understanding of their possible roles during cell division and cell-type differentiation.

לטווח ארוך הדמיה, ברזולוציה גבוהה Confocal זמן פקיעה של<em&gt; טבורית ארבידופסיס</em&gt; אפידרמיס במהלך הנביטה

Imaging in vivo dynamics of cellular behavior throughout a developmental sequence can be a powerful technique for understanding the mechanics of tissue ...

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

In flowering plants, the embryo develops within a nourishing tissue - the endosperm - surrounded by the maternal seed integuments (or seed coat). As a consequence, the isolation of plant embryos at early stages (1 cell to globular stage) is technically challenging due to their relative inaccessibility. Efficient manual dissection at early stages is strongly impaired by the small size of young Arabidopsis seeds and the adhesiveness of the embryo to the surrounding tissues. Here, we describe a method that allows the efficient isolation of young Arabidopsis embryos, yielding up to 40 embryos in 1 hr to 4 hr, depending on the downstream application. Embryos are released into isolation buffer by slightly crushing 250-750 seeds with a plastic pestle in an Eppendorf tube. A glass microcapillary attached to either a standard laboratory pipette (via a rubber tube) or a hydraulically controlled microinjector is used to collect embryos from droplets placed on a multi-well slide on an inverted light microscope. The technical skills required are simple and easily transferable, and the basic setup does not require costly equipment. Collected embryos are suitable for a variety of downstream applications such as RT-PCR, RNA sequencing, DNA methylation analyses, fluorescence in situ hybridization (FISH), immunostaining, and reporter gene assays.

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

We report an efficient and simple method to isolate embryos at early stages of development from Arabidopsis thaliana seeds. Up to 40 embryos can be isolated in 1 hr to 4 hr, depending on the downstream application. The procedure is suitable for transcriptome, DNA methylation, reporter gene expression, immunostaining and fluorescence in situ hybridization analyses.

בידוד יעיל ומהיר של עוברים משלבים מוקדמים<em&gt; Thaliana ארבידופסיס</em&gt; זרעים

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

A Seed Coat Bedding Assay to Genetically Explore In Vitro How the Endosperm Controls Seed Germination in Arabidopsis thaliana

The Arabidopsis endosperm consists of a single cell layer surrounding the mature embryo and playing an essential role to prevent the germination of dormant seeds or that of nondormant seeds irradiated by a far red (FR) light pulse. In order to further gain insight into the molecular genetic mechanisms underlying the germination repressive activity exerted by the endosperm, a &#34;seed coat bedding&#34; assay (SCBA) was devised. The SCBA is a dissection procedure physically separating seed coats and embryos from seeds, which allows monitoring the growth of embryos on an underlying layer of seed coats. Remarkably, the SCBA reconstitutes the germination repressive activities of the seed coat in the context of seed dormancy and FR-dependent control of seed germination. Since the SCBA allows the combinatorial use of dormant, nondormant and genetically modified seed coat and embryonic materials, the genetic pathways controlling germination and specifically operating in the endosperm and embryo can be dissected. Here we detail the procedure to assemble a SCBA.

A Seed Coat Bedding Assay to Genetically Explore In Vitro How the Endosperm Controls Seed Germination in Arabidopsis thaliana

We present the procedure to assemble a seed coat bedding assay (SCBA) from Arabidopsis thaliana seeds. The SCBA was shown to be a powerful tool to explore genetically and in vitro how the endosperm controls seed germination in dormant seeds and in response to light cues. The SCBA is in principle applicable under any situation where the endosperm is suspected to influence embryonic growth.

מעיל זרע מצעים Assay לחקור גנטי<em&gt; במבחנה</em&gt; כיצד נביטת זרעי בקרת האנדוספרם ב<em&gt; Thaliana ארבידופסיס</em

The Arabidopsis endosperm consists of a single cell layer surrounding the mature embryo and playing an essential role to prevent the germination of ...

Lateral Root Inducible System in Arabidopsis and Maize

Lateral root development contributes significantly to the root system, and hence is crucial for plant growth. The study of lateral root initiation is however tedious, because it occurs only in a few cells inside the root and in an unpredictable manner. To circumvent this problem, a Lateral Root Inducible System (LRIS) has been developed. By treating seedlings consecutively with an auxin transport inhibitor and a synthetic auxin, highly controlled lateral root initiation occurs synchronously in the primary root, allowing abundant sampling of a desired developmental stage. The LRIS has first been developed for Arabidopsis thaliana, but can be applied to other plants as well. Accordingly, it has been adapted for use in maize (Zea mays). A detailed overview of the different steps of the LRIS in both plants is given. The combination of this system with comparative transcriptomics made it possible to identify functional homologs of Arabidopsis lateral root initiation genes in other species as illustrated here for the CYCLIN B1;1 (CYCB1;1) cell cycle gene in maize. Finally, the principles that need to be taken into account when an LRIS is developed for other plant species are discussed.

Lateral Root Inducible System in Arabidopsis and Maize

The Lateral Root Inducible System (LRIS) allows for synchronous induction of lateral roots and is presented for Arabidopsis thaliana and maize.

מערכת עין מתנהל שורש לרוחב ב<em&gt; ארבידופסיס</em&gt; ותירס

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

Hydroponics: A Versatile System to Study Nutrient Allocation and Plant Responses to Nutrient Availability and Exposure to Toxic Elements

Hydroponic systems have been utilized as one of the standard methods for plant biology research and are also used in commercial production for several crops, including lettuce and tomato. Within the plant research community, numerous hydroponic systems have been designed to study plant responses to biotic and abiotic stresses. Here we present a hydroponic protocol that can be easily implemented in laboratories interested in pursuing studies on plant mineral nutrition.
This protocol describes the hydroponic system set up in detail and the preparation of plant material for successful experiments. Most of the materials described in this protocol can be found outside scientific supply companies, making the set up for hydroponic experiments less expensive and convenient.
The use of a hydroponic growth system is most advantageous in situations where the nutrient media need to be well controlled and when intact roots need to be harvested for downstream applications. We also demonstrate how nutrient concentrations can be modified to induce plant responses to both essential nutrients and toxic non-essential elements.

Here, we present an easy-to-follow protocol to establish a successful hydroponic system for plant nutrition studies. This protocol has been extensively tested in Arabidopsis and can easily be adapted to other plant species to study specific nutritional requirements or the effect of non-essential elements on plant growth and development.

הידרופוניקה: מערכה צדדית לחקר תגובות הקצאת צמח מזין לזמינות מזין וחשיפת אלמנטים רעילים

Hydroponic systems have been utilized as one of the standard methods for plant biology research and are also used in commercial production for several ...

High-throughput, Robust and Highly Time-flexible Method for Surface Sterilization of Arabidopsis Seeds

Arabidopsis is by far the plant model species most widely used for functional studies. The surface sterilization of Arabidopsis seeds is a fundamental step required towards this end. Thus, it is paramount to establish high-throughput Arabidopsis seed surface sterilization methods to handle tens to hundreds of samples (e.g., transgenic lines, ecotypes, or mutants) at once. A seed surface sterilization method based on the efficient elimination of liquid in tubes with a homemade suction device constructed from a common vacuum pump is presented in this study. By dramatically reducing labor-intensive hands-on time with this method handling several hundreds of samples in one day is possible with little effort. Series time-course analyses further indicated a highly flexible time range of surface sterilization by maintaining high germination rates. This method could be easily adapted for surface sterilization of other kinds of small seeds with simple customization of the suction device according to the seed size, and the speed desired to eliminate the liquid.

A high-throughput protocol for the surface sterilization of Arabidopsisthaliana (Arabidopsis) seeds is provided, optimizing the liquid handling steps with a simple suction device constructed with a vacuum pump. Hundreds of seed samples can be surface-sterilized in one day.

שיטה חזקה וגמישה מאוד לעיקור פני השטח של זרעי ערבידופסיס

Arabidopsis is by far the plant model species most widely used for functional studies. The surface sterilization of Arabidopsis seeds is a fundamental ...

שיטה סטנדרטית עבור תפוקה גבוהה עיקור של תודרנית זרעים

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

דבקותה של חיידקים לשתול משטחים הנמדדים במעבדה

עלות נמוכה גמיש מערכת הידרופונית להערכת תגובות צמח מולקולות קטנות בתנאים סטריליים

מתרגם הריבוכמה אהדה לטיהור (מלכודת) כדי לחקור את התפתחות השורש של הספר הבסיסי בקנה מידה ספציפי לסוג תא

ניטור מושבת חיידקי ותחזוקה על השורשים האראדותזיס thaliana במערכת ידרופוני צף

לטווח ארוך הדמיה, ברזולוציה גבוהה Confocal זמן פקיעה של

בידוד יעיל ומהיר של עוברים משלבים מוקדמים

מעיל זרע מצעים Assay לחקור גנטי

מערכת עין מתנהל שורש לרוחב ב

הידרופוניקה: מערכה צדדית לחקר תגובות הקצאת צמח מזין לזמינות מזין וחשיפת אלמנטים רעילים

שיטה חזקה וגמישה מאוד לעיקור פני השטח של זרעי ערבידופסיס