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Competency for shoot regeneration from Arabidopsis root explants is regulated by DNA methylation.

Plant science : an international journal of experimental plant biology (2015-08-11)
Or Shemer, Udi Landau, Héctor Candela, Assaf Zemach, Leor Eshed Williams
RESUMEN

Plants exhibit high capacity to regenerate in three alternative pathways: tissue repair, somatic embryogenesis and de novo organogenesis. For most plants, de novo organ initiation can be easily achieved in tissue culture by exposing explants to auxin and/or cytokinin, yet the competence to regenerate varies among species and within tissues from the same plant. In Arabidopsis, root explants incubated directly on cytokinin-rich shoot inducing medium (SIM-direct), are incapable of regenerating shoots, and a pre-incubation step on auxin-rich callus inducing medium (CIM) is required to acquire competency to regenerate on the SIM. However the mechanism underlying competency acquisition still remains elusive. Here we show that the chromomethylase 3 (cmt3) mutant which exhibits significant reduction in CHG methylation, shows high capacity to regenerate on SIM-direct and that regeneration occurs via direct organogenesis. In WT, WUSCHEL (WUS) promoter, an essential gene for shoot formation, is highly methylated, and its expression on SIM requires pre-incubation on CIM. However, in cmt3, WUS expression induced by SIM-direct. We propose that pre-incubation on CIM is required for the re-activation of cell division. Following the transfer of roots to SIM, the intensive cell division activity continues, and in the presence of cytokinin leads to a dilution in DNA methylation that allows certain genes required for shoot regeneration to respond to SIM, thereby advancing shoot formation.

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Sigma-Aldrich
D-(+)-Glucosa, ≥99.5% (GC)
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D-(+)-Glucosa, powder, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99.5%
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MES, low moisture content, ≥99% (titration)
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Dextrosa, 97.5-102.0% anhydrous basis, meets EP, BP, JP, USP testing specifications
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Phytagel, suitable for plant cell culture, BioReagent, powder
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MES hydrate, BioPerformance Certified, suitable for cell culture, ≥99.5%
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D-(+)-Glucosa, ≥99.5% (GC), BioXtra
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D-(+)-Glucosa, BioUltra, anhydrous, ≥99.5% (sum of enantiomers, HPLC)
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Gamborg′s B-5 Basal Medium with Minimal Organics, fine powder, suitable for plant cell culture
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Kinetin, suitable for plant cell culture, BioReagent, amorphous powder
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Kinetin, suitable for plant cell culture, crystalline
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D-(+)-Glucosa, suitable for mouse embryo cell culture, ≥99.5% (GC)
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Kinetin, ≥99.0% (HPLC)
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MES solution, BioUltra, for molecular biology, 0.5 M in H2O
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Kinetin solution, 1 mg/mL, BioReagent, suitable for plant cell culture
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D-(+)-Glucosa, Hybri-Max, powder, BioReagent, suitable for hybridoma
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D-(+)-Glucosa, ACS reagent
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D-(+)-Glucosa, 99.9 atom % 16O, 99.9 atom % 12C
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