Generación de Homo - y Heterografts entre sandía y calabaza de botella para el estudio de MicroRNAs sensible al frío
Summary
Aquí presentamos un protocolo detallado para hacer eficiente el homo – y heterografts entre sandía y calabaza de botella, además de métodos de muestreo de tejido, generación de datos y análisis de datos para la investigación de microRNAs sensible al frío.
Abstract
MicroRNAs (miRNAs) son endógenas pequeño no-codificación RNAs de unos 20-24 nt, conocido por desempeñar un papel importante en el desarrollo de las plantas y la adaptación. Hay una acumula evidencia que demuestra que las expresiones de ciertos miRNAs se alteran al injertar, una práctica agrícola utilizada por los agricultores para mejorar cultivos tolerancia a estreses bióticos y abióticos. Calabaza de botella es un cultivo inherentemente resistente al clima en comparación con muchas otras cucurbitáceas importantes, incluyendo sandía, haciéndola uno de los portainjertos más utilizados para este último. El reciente avance de las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento ha proporcionado grandes oportunidades para investigar miRNAs sensible al frío y sus contribuciones a la ventajas de heteroinjertos; sin embargo, los procedimientos experimentales adecuados son un requisito previo para ello. Aquí, presentamos un protocolo detallado para la eficiente generación de homo – y heterografts entre la sandía fría-susceptibles y la calabaza de botella tolerantes al frío, además de métodos de muestreo de tejido, generación de datos y análisis de datos. Los métodos presentados son también útiles para otros sistemas de injerto de planta, para interrogar a miRNA regulaciones bajo diversas presiones ambientales, tales como calor, sequía y salinidad.
Introduction
Injerto durante mucho tiempo se ha empleado como una técnica agrícola para mejorar la producción de cultivos y la tolerancia a estreses bióticos y abióticos1,2,3. En los sistemas de heterografting, portainjertos elite pueden mejorar la absorción de agua y nutrientes de las plantas, fortalecer la resistencia a patógenos del suelo y limitar los efectos negativos del metal toxicidad4,5, que puede conferir un mayor los injertos el vigor de crecimiento y mayor tolerancia a estrés ambiental. En muchos casos, heterografting también puede afectar calidad de fruta en plantas hortícolas, hacia la fruta mejor sabor y mayor contenido de compuestos relacionados con la salud6,7. Se ha encontrado que la transferencia interurbana de fitohormonas, RNAs, péptidos y proteínas entre el portainjerto y el injerto es un mecanismo fundamental modulando el crecimiento y desarrollo reprogramación de scion plantas8,9 ,10. El injerto se ha utilizado ampliamente en estudios de señalización de larga distancia y transporte en relación con la adaptación al medio11. Experimentos de injertos son especialmente potentes para la detección inequívoca de moléculas de transmisión en la recepción de tejidos o sap vascular y activación o supresión de dianas moleculares debido a la señal de transmisión12.
Non-coding RNAs, una gran clase de ARN que ejercen importantes funciones reguladoras en células, se han divulgado para desempeñar un papel en facilitar la adaptación de plantas a estrés abiótico13. miRNAs son endógenas pequeño no-codificación RNAs de unos 20-24 nt. estudios han puesto de manifiesto el papel regulador de miRNAs en diversos aspectos de las actividades de la planta, tales como disparar el crecimiento lateral raíz formación14,15,16, absorción de los nutrientes, metabolismo del sulfato y homeostasis17y respuestas a biótico y abiótico estrés18. Recientemente, fueron relacionados con la expresión de miRNAs y sus genes diana sal tolerancia al estrés en las plantas de semillero de pepino heterografted19. En los injertos intervariety de uva, las respuestas de expresión de miRNA a estrés de sequía fueron encontradas para ser dependiente del genotipo20.
El rápido desarrollo y disminuir el costo de la tecnología de secuenciación de alto rendimiento han proporcionado una gran oportunidad para el estudio de normas miRNA de plantas agronómicas. Sandía (Citrullus lanatus [Thunb.] Mansf.), un cultivo de cucurbitáceas importantes en todo el mundo, es susceptible a las bajas temperaturas. Botella de calabaza (Lagenaria siceraria [Molina] (Standl.) es una cucurbitáceas más resistente al clima utilizados por los agricultores al injerto con sandía. El objetivo principal del presente estudio es establecer un estándar, eficiente y un método conveniente para hacer heterografts entre sandía (Citrullus lanatus [Thunb.] Mansf.) y botella de calabaza (Lagenaria siceraria [Molina] Standl). Este protocolo también ofrece un plan experimental detallado y procedimientos analíticos para el estudio de la regulación de miRNA expresiones tras el injerto, que es útil para revelar los mecanismos que subyacen ventajas heterografting.
Los materiales de planta usados en este estudio incluyen el cultivar de sandía y el calabaza de botella landrace. Cultivo de sandía es un cultivo comercial con alto rendimiento pero susceptibles a las bajas temperaturas. Calabaza de botella landrace es una popular portainjertos para injertar con sandía, pepino y calabaza de botella, debido a su excelente tolerancia de bajas temperaturas21.
Protocol
Representative Results
Discussion
En este protocolo describe en detalle un método altamente eficaz y reproducible para homo – y heterografts entre sandía y calabaza de botella. Este método, que requiere ningún equipamiento específico, es muy fácil de operar y por lo general tiene una tasa muy alta de supervivencia del injerto. El método también puede ser utilizado para hacer injertos de otras cucurbitáceas, como entre sandía, pepino y calabaza.
Cabe señalar que el tamaño relativo (edad) del portainjerto y el injert…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (31772191), el proyecto de investigación de interés público en la provincia de Zhejiang (2017C 32027), la llave de la ciencia proyecto de fitomejoramiento en Zhejiang (2016C 02051) y el programa nacional de el apoyo de primera categoría jóvenes profesionales (PX).
Materials
| TRIzol Reagent | Invitrogen | 15596026 | |
| RNA-free DNase I | Takara | D2270A | |
| Truseq Small RNA sample prep Kit | Illumina | RS-200-0012 | |
| 2100 Bionalyser | Agilent | 5067 | |
| DNA Polymerase | Thermo Fisher Scientific | F530S | |
| UEA sRNA workbench 2.4-plant version (software) | NA | NA | http://srna-workbench.cmp.uea.ac.uk/ |
| Rfam 11.0 database (website) | NA | NA | http://rfam.janelia.org |
| miRBase 22.0 (website) | NA | NA | http://www.mirbase.org/ |
| MIREAP(software) | NA | NA | https://sourceforge.net/projects/mireap/ |
| TargetFinder (software) | NA | NA | http://targetfinder.org/ |
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