Immunocytochemiczna lokalizacja epitopów pektyn i proteoglikanów AGP w regenerujących tkankach buraka cukrowego (Beta vulgaris L.)
Magdalena Tomaszewska-Sowa
Magdalena.Tomaszewska-Sowa@pbs.edu.plKatedra Fizjologii i Podstaw Biotechnologii Roślin, Uniwersytet Technologiczno — Przyrodniczy, Bydgoszcz (Poland)
Abstrakt
Pektyny i proteoglikany AGP, jako elementy ściany komórkowej są w istotny sposób powiązane z regulacją procesów morfogenezy i różnicowania roślin. Celem przeprowadzonych badań była próba lokalizacji epitopów charakteryzujących pektyny i proteoglikany AGP — (arabinogalactan proteins) w tkankach buraka cukrowego regenerujących z niezapłodnionych zalążków w kulturach in vitro. Biorąc pod uwagę dotychczasowe wyniki badań immunocytochemicznych tkanek buraka uznano za celowe przeprowadzenie analiz zmierzających do określenia różnic w dystrybucji tych związków w komórkach buraka cukrowego w zależności od rodzaju tkanki oraz składników pożywki determinujących procesy regeneracji w kulturach in vitro. Obecność charakterystycznych epitopów określano w różnicującej się tkance kalusa z widocznymi regionami merystematycznymi, jak też w zarodkach somatycznych w stadium torpedy, powstałych w trakcie kultury niezapłodnionych zalążków. Detekcję przeprowadzono przy wykorzystaniu specyficznych przeciwciał mono¬klonalnych, a miejsca występowania określonych antygenów oligosacharydowych uwidaczniano in situ za pomocą reakcji z przeciwciałami wtórnymi sprzężonymi z alkaliczną fosfatazą. Wykazano, że cztery epitopy typowe dla pektyn, reagujące z przeciwciałami JIM5, JIM7, LM5 i LM6, występują powszechnie we wszystkich badanych tkankach i typach komórek. Wśród epitopów charaktery¬zujących proteoglikany AGP wyodrębniono takie, które występują w organogennym kalusie w relatywnie dużych ilościach (LM2, JIM13 i JIM14), bądź tylko w ilościach śladowych, albo takie, które w ogóle nie są obecne. W wyniku reakcji kontrolnych, wykonanych z pominięciem etapu inkubacji z przeciwciałem pierwotnym, uzyskano skrawki niezabarwione lub zabarwione w mini¬malnym stopniu, co świadczy o specyficzności przeprowadzonych badań immunocytochemicznych.
Słowa kluczowe:
białka arabinogalaktanowe (AGP), burak cukrowy, kultury in vitro, pektyny, proteoglikany, zalążki, zarodki somatyczneBibliografia
Berger F., Taylor A., Brownlee C. 1994. Cell fate determination by the cell wall in early Fucus development. Science 263: 1421 — 1423.
Google Scholar
Brownlee C., Berger F. 1995. Extracellular matrix and pattern in plant embryos — on the lookout for developmental information. Trends Genet. 11: 344 — 348.
Google Scholar
Butowt R., Niklas A., Rodriguez-Garcia M. I., Majewska-Sawka A. 1999. Involvement of JIM13-and JIM8-responsive carbohydrate epitopes in early stages of cell wall formation. J. Plant Res. 112: 107 — 116.
Google Scholar
Carpita N. C., Gibeaut D. M. 1993. Structural models of primary cell walls in flowering plants: consistency of molecular structure with the physical properties of the walls during growth. Plant J. 3: 1 — 30.
Google Scholar
Chapman A., Blervacq A. S., Vasseur J., Hillbert J. L. 2000. Arabinogalactan-proteins in Cichorium somatic embryogenesis: effect of β-glucosyl Yariv reagent and epitope localisation during embryo development. Planta 211: 305 — 314.
Google Scholar
Clausen M. H., Willats W. G. T., Knox J. P. 2003. Synthetic methyl hexagalacturonate hapten inhibitors of anti – homologalacturonan monoclonal antibodies LM7, JIM15 and JIM7. Carbohydr. Res. 338: 1797 — 1800.
Google Scholar
David H., David A., Bade P., Millet J., Morvan O., Morvan C. 1994. Cell wall composition and morphogenic response in callus derived from protoplasts of two fibre flax (Linum usitatissimum L.) genotypes. J. Plant. Physiol. 143: 379 — 384.
Google Scholar
Eberhard S., Doubrava N., Marfa V., Mohnen D., Southwick A., Darvill A., Albersheim P. 1989. Pectic cell wall fragments regulate tobacco thin-cell-layer explant morphogenesis. Plant Cell 1: 747 — 755.
Google Scholar
Egertsdotter U., von Arnold S. 1995. Importance of arabinogalactan proteins for the development of somatic embryos of Norway spruce (Picea abies). Physiol. Plant. 93: 334 — 345.
Google Scholar
Fry S.C. 1995. Polysaccharide-modifying enzymes in the plant cell wall. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant. Mol. Biol. 46: 497 — 520.
Google Scholar
Hengel van A., Tadesse Z., Immerzeel P., Schols H., van Kammen A., de Vries S. 2001. N-acetylglucosamine and glucosamine-containing arabinogalactan proteins control somatic embryogenesis. Plant Physiol. 125: 1880 — 1890.
Google Scholar
Jones L., Seymour G. B., Knox J. P. 1997. Localization of pectic galactan in tomato cell walls using a monoclonal antibody specific to (1 → 4) – β – D – galactan. Plant Physiol. 113: 1405 — 1412.
Google Scholar
Knox J. P., Linstead P. J., Peart J., Cooper C., Roberts K. 1991. Developmentally regulated epitopes of cell surface arabinogalactan proteins and their relation to root tissue pattern formation . Plant J. 1: 317 — 326.
Google Scholar
Konieczny R., Świerczyńska J., Czaplicki A. Z., Bohdanowicz J. 2007. Distribution of pectin and arabinogalactan protein epitopes during organogenesis from androgenic callus of wheat. Plant Cell Rep. 26: 355 — 363.
Google Scholar
Liners F., Gaspar T., Van Cutsem P. 1994. Acetyl- and methyl-esterification of pectins of friable and compact sugar-beet calli: consequences for intercellular adhesion. Planta 192: 545 — 556.
Google Scholar
Majewska-Sawka A., Münster A. 2003. Cell-wall antigens in mesophyll cells and mesophyll-derived protoplasts of sugar beet: possible implication in protoplast recalcitrance. Plant Cell Rep. 21: 946 — 954.
Google Scholar
Majewska-Sawka A., Rodriguez-Garcia M. I. 2006. Immunodetection of pectin and arabinogalactan protein epitopes during pollen exine formation of Beta vulgaris L. Protoplasma 228: 41 — 47.
Google Scholar
Malinowski R. Filipecki M. 2002. The role of cell wall in plant embryogenesis. Cell. Mol. Biol. Lett. 7: 1137 — 1151.
Google Scholar
Murashige T., Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473 — 497.
Google Scholar
Nothnagel E. A. 1997. Proteoglycans and related components in plant cells. Int. Rev. Cytol. 174: 195 — 291.
Google Scholar
Pennell R. I., Janniche L., Kjellbom P., Scofield G. N., Peart J. M., Roberts K. 1991. Developmental regulation of plasma membrane arabinogalactan protein epitope in oilseed rape flowers. Plant Cell 3: 1317 — 1326.
Google Scholar
Roberts A. W., Donovan S. G., Haigler C. H. 1997. A secreted factor induces cell expansion and formation of metaxylem-like tracheary elements in xylogenic suspension cultures of Zinnia. Plant Physiol. 115: 683 — 692.
Google Scholar
Saare-Surmiński K., Preil W., Knox J. P., Lieberei R. 2000. Arabinogalactan proteins in embryogenic and non-embryogenic callus cultures of Euphorbia pulcherrima. Physiol. Plant. 108: 180 — 187.
Google Scholar
Samaj J., Terezia S., Matusova R., Salaj J.,Takac T., Samajova O., Volkmann D. 2008. Arabinogalactan-protein epitope Gal4 is differentially regulated and localized in cell lines of hybrid fir (Abies alba x Abies cephalonica ) with different embryogenic and regeneration potential. Plant Cell Rep. 27: 221 — 229.
Google Scholar
Smallwood M., Yates E., Willats W. G., Martin H., Knox P. 1996. Immunochemical comparison of membrane – associated and secreted arabinogalactan – proteins in rice and carrot. Planta 198: 452 — 459.
Google Scholar
Tang X.Ch., He Y.Q., Wang Y., Sun M.X. 2006. The role of arabinogalactan proteins binding to Yariv reagents in the initiation, cell developmental fate, and maintenance of microspore embryogenesis in Brassica napus L. cv. Topas. J. Exp. Bot.: 1 — 12.
Google Scholar
Toonen M.A.J., Schmidt E.D.L., van Kammen A., de Vries S.C. 1997. Promotive and inhibitiory effects of diverse arabinogalactan proteins on Daucus carota L. somatic embryogenesis. Planta 203: 188 — 195.
Google Scholar
Qin Y., Zhao J. 2006. Localization of arabinogalactan proteins in egg cells, zygotes, and two-celled proembryos and effects of β-D-glucosyl Yariv reagent on egg cell fertilization and zygote division in Nicotiana tabacum L. J. Exp. Bot. 57: 2061 — 2074.
Google Scholar
Varner J. E., Lin L. S. 1989. Plant cell wall architecture. Cell 56: 231 — 239.
Google Scholar
Willats W. G. T., Steele-King C. G., Marcus S. E., Knox J. P. 1999. Side chains of pectic polysaccharides are regulated in relation to cell proliferation and cell differentiation. Plant J. 20: 619 — 628.
Google Scholar
Willats W. G. T., Limberg G., Buchholt H. C., van Alebeek G. J., Benen J., Christensen T. M. I E., Visser J., Voragen A., Mikkelsen J. D., Knox J. P. 2000. Analysis of pectic epitopes recognized by hybridoma and phage display monoclonal antibodies using defined oligosaccharides, polysaccharides, and enzymatic degradation. Carbohydr. Res. 327:309 — 320.
Google Scholar
Yates E. A., Valdor J. F., Haslam S. M., Morris H. R., Dell A., Mackie W., Knox J. P. 1996. Characterization of carbohydrate structural features recognized by anti-arabinogalactan-protein monoclonal antibodies. Glycobiol. 2: 31 — 39.
Google Scholar
Wiśniewska E. 2006. Charakterystyka cytologiczna i genetyczna komórek o wysokim i niskim potencjale do regeneracji roślin in vitro (Nicotiana tabacum L. vs Beta vulgaris L.). Praca doktorska. IHAR. Bydgoszcz: 1 — 149.
Google Scholar
Wiśniewska E., Majewska-Sawka A. 2007. Arabinogalactan-proteins stimulate the organogenesis of guard cell protoplasts-derived callus in sugar beet. Plant Cell Rep. 26: 1457 — 1467.
Google Scholar
Autorzy
Magdalena Tomaszewska-SowaMagdalena.Tomaszewska-Sowa@pbs.edu.pl
Katedra Fizjologii i Podstaw Biotechnologii Roślin, Uniwersytet Technologiczno — Przyrodniczy, Bydgoszcz Poland
Statystyki
Abstract views: 97PDF downloads: 35
Licencja
Prawa autorskie (c) 2011 Magdalena Tomaszewska-Sowa
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
