画像シーケンス処理と曲率生産を説明する洗練された概念の新しい組み合わせに基づいて、ルート成長ゾーンにおける異なる成長プロセスの時空間的定量化

根とシュートの成長ゾーンの異なる成長プロセスは、オーキシンおよび他の植物ホルモンの輸送速度によって支配されています。ホルモン輸送ファシリテーターの遺伝子発現とタンパク質局在は現在、ライブセルイメージングの最新技術を使用して解明されていますが、成長反応の定量的分析は、適切な方法がないために遅れています。デジタル画像シーケンス処理に基づいた非侵襲的手法は、高度に分解された時空間成長プロセスを視覚化および定量化し、モデル植物シロイヌナズナ島に適用され、ルート成長ゾーン内の微分曲率生産活動に関する正確な情報を提供するように適応しました。オーキシン転座のファシリテーターで変化した野生型および変異植物における根の重力性曲率速度論の比較により、調査した植物系統間の成長ゾーンに沿った位置と曲率の時間的応答の違いの決定が可能になりました。ここで実行された定量的成長分析の調査結果は、調査された輸送ファシリテーターの提案された行動を確認します。ここで開発された手順は、差動成長プロセスの調査のために、幅広いシュートと根の成長運動の現象学を特徴付けるための貴重なツールであり、したがって分子の特性評価の解明を促進します。

Differential growth processes in root and shoot growth zones are governed by the transport kinetics of auxin and other plant hormones. While gene expression and protein localization of hormone transport facilitators are currently being unraveled using state-of-the-art techniques of live cell imaging, the quantitative analysis of growth reactions is lagging behind because of a lack of suitable methods. A noninvasive technique, based on digital image sequence processing, for visualizing and quantifying highly resolved spatio-temporal root growth processes was applied in the model plant Arabidopsis thaliana and was adapted to provide precise information on differential curvature production activity within the root growth zone. Comparison of root gravitropic curvature kinetics in wild-type and mutant plants altered in a facilitator for auxin translocation allowed the determination of differences in the location and in the temporal response of curvature along the growth zone between the investigated plant lines. The findings of the quantitative growth analysis performed here confirm the proposed action of the investigated transport facilitator. The procedure developed here for the investigation of differential growth processes is a valuable tool for characterizing the phenomenology of a wide range of shoot and root growth movements and hence facilitates elucidation of their molecular characterization.