Простой, универсальный и недорогой в vitro гидропоники системы успешно была оптимизирована, позволяя широкомасштабных экспериментов в стерильных условиях. Эта система облегчает применение химических веществ в растворе и их эффективного поглощения корнями для молекулярной, биохимических и физиологических исследований.
Широкий спектр исследований в биологии растений выполняются с использованием гидропоники культур. В этой работе представлен в vitro гидропоники роста система, предназначенная для оценки реакция растений на химических и других веществ, представляющих интерес. Эта система очень эффективна в получении однородной и здоровые саженцы C3 и C4 модели видов Arabidopsis thaliana и Setaria зелёный, соответственно. Стерильные культивирования избегает водорослей и микроорганизмов загрязнения, которые известны ограничивающих факторов для нормального роста и развития растений в гидропонике. Кроме того эта система является масштабируемой, позволяя урожая растительного материала в крупных масштабах с незначительных механических повреждений, а также урожай отдельных частей растения, при желании. Подробный протокол, демонстрируя, что эта система имеет сборку простой и недорогой, как он использует пипеткой стойки в качестве основной платформы для выращивания растений, предоставляется. Возможности этой системы была проверена с помощью Arabidopsis саженцы оценить эффект препарата АЗД-8055, химического ингибитор целевого объекта киназы rapamycin (TOR). Ингибирование TOR эффективно обнаружена 30 мин в кратчайшие сроки после лечения АЗД-8055 в корни и побеги. Кроме того АЗД-8055-лечение растений отображается ожидаемых крахмала избыток фенотип. Мы предложили эту гидропоники системы как идеальный метод для исследователей завод стремится контролировать действия индукторов растений или ингибиторы, а также оценить метаболизм потоков с использованием изотопов маркировки соединений, которые, в целом, требует использования дорогих реагентов.
Преимущества выращивания растений с использованием гидропоники широко признается в производстве больших и форма растений, позволяя воспроизводимость экспериментов1,2,3. В этой системе состав питательный раствор можно должным образом контролируется и переработанных вдоль всех стадиях роста и развития растений. Кроме того корни не подвергаются к абиотическим стрессам, как может случиться в почвы выращенных растений, таких как питательных голода и воды дефицит4. Как растения, выращенные гидропоники настоящий Морфологические и физиологические черты, довольно похож на те, которые выращиваются в почве эта система широко использовалась в исследованиях потому, что она позволяет осуществлять мониторинг роста корня/стрелять и их заготовки без травмы2,5.
Благодаря возможности изменения состава и концентрации раствора питательная большинство исследований с использованием гидропоники условий выполнено охарактеризовать функции микро – и макроэлементы1,3 ,6,,78. Однако эта система оказалась очень полезной для широкого круга приложений в биологии растений, таким образом, чтобы уточнить функции гормонов и химических веществ в растениях. Например открытие strigolactones как новый класс гормонов9 и фенотип ускоренного роста, вызванного Брассиностероиды приложения10 были исполнены в гидропонных условиях. Кроме того, эта система позволяет эксперименты с метками изотопов (например, 14N /15N и 13CO2)11,12 , чтобы оценить их включению в белков и метаболитов по масс-спектрометрии.
Учитывая важность этой системы в исследования растений, большое количество гидропонных культур был разработан в последние несколько лет, включая системы, использующие (i) передача саженцев из плит для гидропоники контейнеры3, 13; (ii) минеральная вата, которая ограничивает доступ к на ранних стадиях корень развития2,,1415; (iii) полиэтилена гранулят как плавающий органа, который делает однородной применение малых молекул/лечение трудным16; или (iv) уменьшенное количество растений9,17. Обычно большой объем гидропонных танков, описаны во многих из этих протоколов (небольшие объемы, начиная от 1-5 L, до 32 Л)18, что делает применение химических веществ чрезвычайно дорогим. Хотя некоторые исследования описывают гидропоники выращивания в асептических условиях8,19, Ассамблея системы обычно довольно трудоемким, состоящий из идеальный регулировки нейлоновые сетки в пластика или стекла контейнеры5,8,17,20.
Ввиду важности Arabidopsis thaliana как модель завод большинство гидропоники системы были разработаны для этого вида1,2,8,14,18, 19 , 20. Тем не менее, есть несколько исследований, отчетности гидропоники роста функции других видов растений с помощью предварительной обработки семян для улучшения их всхожесть и синхронизации ставки в vitro8,16 . Для работы в больших масштабах, мы разработали протокол для создания простых и недорогостоящих обслуживания гидропоники системы, которая обеспечивает стерильные условия для выращивания растений, в том числе A. thaliana и другие виды, такие как трава Щетинник Зелёный. Метод, описанный здесь подходит для различных экспериментов, как рост рассады можно развернуть, синхронизации и легко контролируется. Кроме того, эта система имеет много преимуществ, как: (i) его Ассамблее прост и может быть повторно использован его компонентов; (ii) оно позволяет легко применение различных химических веществ в жидкой среде; (iii саженцев прорастают и расти непосредственно в среде культуры без необходимости перехода к системе гидропоники; (iv) стрелять и корень развития/рост может тесно контролироваться и саженцы собирают без ущерба; и (v), это делает его возможным для работы на больших масштабах, поддержания физиологических условиях.
Эта оптимизированная гидропонных структура позволяет культуры успешным в vitro растений. Семена прорастают на твердой питательной на плоской поверхности наконечник пипетки, значительный прирост по сравнению с системами, где семена замачивают с питательным раствором. Большим преи?…
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана в Сан-Паулу исследовательский фонд (FAPESP; Предоставить 12/19561-0) и Общество Макса Планка. Элиас F. Араужо (FAPEMIG 14/30594), Каролина C. Монте Белло (FAPESP; Грант 10407/14-3), Валерия Mafra (FAPESP; Грант 14/07918-6), и благодарны за стипендии Вивиан C. H. да Силва (накидки/CNPEM 24/2013). Авторы благодарят Кристиан Мейер из Института Жан Пьер Bourgin (ИПРА, Версаль, Франция) за щедро предоставленные антител против RPS6. Авторы благодарят RTV UNICAMP и Эд Паулу Апареси́до де Соуза Маноэль за их техническую поддержку в ходе аудио записи.
Ethanol | Merck | 100983 | |
Sodium hypochlorite solution | Sigma-Aldrich | 425044 | |
Polysorbate 20 | Sigma-Aldrich | P2287 | |
Murashige and Skoog (MS) medium including vitamins | Duchefa Biochemie | M0222 | |
2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid (MES) monohydrate | Duchefa Biochemie | M1503 | |
Agar | Sigma-Aldrich | A7921 | |
Potassium hydroxide | Sigma-Aldrich | 484016 | |
Laminar flow hood | Telstar | BH-100 | |
Hotplate | AREC | F20510011 | |
Growth chamber | Weiss Technik | HGC 1514 | |
Glass Petri dish (150 mm x 25 mm) | Uniglass | 189.006 | |
200 μL pipette tip racks | Kasvi | K8-200-5 * | |
300 μL multichannel pipette | Eppendorf | 3122000060 | |
300 μL pipette tips | Eppendorf | 30073088 | |
200 μL pipette | Eppendorf | 3120000054 | |
200 μL pipette tips | Eppendorf | 30000870 | |
Scissors | Tramontina | 25912/108 | |
Tweezer | ABC Instrumentos | 702915 | |
Scalpel blade | Sigma-Aldrich | S2771 | |
Adhesive transparent tape (45mm x 50m) | Scotch 3M | 5803 | |
Disposable plastic boxes, external dimensions: 353 mm (L)x 178 mm (W) x 121mm (H) | Maxipac | 32771 |