Shootward beweging van CFDA Tracer geladen in de bodem gootsteen weefsels van Arabidopsis

Vele fluorescente tracers met een waaier van spectrale eigenschappen, zoals 5 (6)-carboxyfluorescein (CF)¹, 8-hydroxypyrene-1, 3, 6-trisulphonic zuur², Lucifer geel CH (LYCH)³, Esculin en CTER⁴, zijn ontwikkeld en toegepast in planten om symplastic beweging en bastweefsel activiteit te controleren. Over het algemeen, wordt een symplastic kleurstof geladen in een besnoeiing in het doelweefsel en de opeenvolgende verspreiding van de verslaggever in andere delen van installatie zal de intercellulaire mededeling aantonen. Hoewel het mechanisme van de kleurstof absorptie is niet volledig begrepen, het principe onderliggende CF-beweging in levende cellen is alom erkend. De ester vorm van CF (CF DIACETAAT, CFDA) is niet-fluorescerend, maar membraan doorlaatbaar. Deze eigenschap maakt een snelle membraan diffusie van de kleurstof in cellen. Eenmaal binnen levende cellen, intracellulaire esterasen verwijderen van de acetaatgroepen op de 3 ‘ en 6 ‘ positie van CFDA, het vrijgeven van de TL-en membraan-ondoordringbare CF (Figuur 1, alternatief verwijzen Wright et al.²); CF kan dan door de plasmodesmata naar andere delen van planten bewegen.

Een gevestigde procedure met CFDA is dat het in bron bladeren kan worden geladen en gebruikt om het bastweefsel stromende en bastweefsel het leegmaken in de gootsteen weefsels van vele soorten te controleren, b.v., zoals het leegmaken van het CF in Arabidopsis wortel⁵, bastweefsel het leegmaken tijdens de aardappel tuberization⁶, bastweefsel lossen in de Nicotiana gootsteen bladeren⁷, en zo verder. Door gelijkaardige ladings benaderingen, hebben andere studies deze kleurstof goedgekeurd om de symplastic verbinding tussen gastheer en parasiet^8,9te demonstreren, of de symbiotische verhoudingen^10,11te openbaren.

Een andere manier om gebruik te maken van deze kleurstof is om het te laden in specifieke cellen of een cel door middel van Microinjection om zijn distributie patroon te bepalen. Dergelijke verfijnde technieken hebben sterk vergemakkelijkt ons dieper begrip van plasmodesmata-gemedieerde intercellulaire communicatie, met name in de ontwikkeling van het concept van symplastic domein^12,13. Bijvoorbeeld, de Microinjection van CFDA in cotyledon cellen van Arabidopsis resulteerde in het kleurstof-koppelings patroon in de hypocotyl epidermis maar niet-koppeling in de onderliggende cellen of in de wortel epidermis, daarom vormt de hypocotyl epidermis een symplastic domein¹⁴. Vergelijkbare domeinen, zoals de stomatale Guard cellen¹⁵, zeef element-Companion cellen¹⁶, wortel haarcellen¹⁴ en root Cap^17,18 zijn geïdentificeerd door de Microinjection techniek. Het meest verrassend, sommige domeinen kunnen Tracer moleculen te verplaatsen in een bepaalde richting. Neem de trichome domein bijvoorbeeld, Microinjection van een fluorescente sonde in de ondersteunende epidermale cel leidt tot de stroom van Tracer in het trichome domein, echter, de omgekeerde injectie houdt geen waar¹⁹. Een recent rapport heeft ook gelijkaardige situaties gevonden in de symplastic domeinen van het Sedum embryo²⁰. Dus, alle bovenstaande gevallen impliceren dat het ruilen van laadplaatsen kan leiden tot nieuwe inzichten in symplastic communicatie. Ons vorige experiment gericht op het ontleden van de route van root-to-shoot mobiele silencing identificeerde een nieuwe symplastic domein, of de HEJ (Hypocotyl-epicotyl Junction) zone, die verder werd geverifieerd door de root-loading (niet-canonieke gootsteen-loading) CFDA experiment²¹. Hier, we verder uitwerken van de root-to-shoot CF-beweging met behulp van een eenvoudige methode en herstellen van een potentieel symplastic domein door het verschuiven van de laad-sites. Bovendien kan deze procedure worden aangepast aan de genetische achtergronden die zijn veranderd root-to-shoot lange afstand vervoer te differentiëren.