Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

آغار بلوك عوالم مصغرة لتحليل الأنسجة النباتية الخاضعة للرقابة من قبل الفطريات الهوائية

Published: February 3, 2011 doi: 10.3791/2283
* These authors contributed equally

Summary

هذا الفيديو يوضح نهجا بيئة تسيطر عليها لدراسة تحلل الأنسجة النباتية lignocellulosic بواسطة الفطريات الهوائية. القدرة على السيطرة على مصادر المواد الغذائية والرطوبة هي الميزة الرئيسية للأجار كتلة عوالم مصغرة ، ولكن كثيرا ما تؤدي نهج متفاوتة من النجاح. نعالج المزالق الحرجة لمحصول استنساخه ، وانخفاض تقلب النتائج.

Abstract

تم تطوير طرق الاساسيان لدراسة التحلل الحيوي للأنسجة النباتات الفطرية lignocellulosic لاختبار المواد الحافظة الخشب (كتلة التربة ؛ أجار كتلة). هل هو جيد أن تقبل التربة ومنع ارتفاع معدلات العائد عوالم مصغرة الاضمحلال ، وقضايا أقل رطوبة ، وخفض التباين بين الدراسات ، وارتفاع عتبات سمية المواد الحافظة. اختبار التربة لبنة وهكذا استخدمت تقنية أكثر وكانت موحدة من قبل الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد (ASTM) (D الأسلوب 1413-1407). تصميم كتلة التربة والسلبيات ، ولكن ، وذلك باستخدام مصادر التربة محليا ومتغير. في الحد من السيطرة على العناصر الغذائية الخارجية (خارجية) إلى الأنسجة المتحللة وقد ظهرت هذه العيوب بوصفها مشكلة في تطبيق هذا الأسلوب لأخرى ، وتهدف الأبحاث شعبية متزايدة. وتشمل هذه الأهداف الحديثة lignocellulosics المهينة للبحوث الطاقة الحيوية ، واختبار المعالجة البيولوجية للمشاركين في استقلاب المواد السامة ، وتقييم آليات الأكسدة ، وتتبع العناصر translocated على طول شبكات خوطي. كتل التربة لا تقرض تحكم بما فيه الكفاية في هذه التطبيقات. A المكرر أجار كتلة النهج هو ضروري.

هنا ، فإننا نستخدم بالعفن البني من الخشب والمهينة الفطر Serpula lacrymans للحط من الخشب في أجار كتلة عوالم مصغرة ، وذلك باستخدام أطباق بتري العميق مع منخفضة الكالسيوم آغار. نحن اختبار دور الجبس الخارجية على الاضمحلال في سلسلة من الوقت ، لإثبات فائدة والتباين المتوقع. كتل هي مشروطة من مجلس واحد مزق (قطع طولية) ، وزنه ، تعقيمها ، وقدم جو معقم و مطهر فوق شبكة من البلاستيك. التطعيمات هي فطرية في كل مواجهة الكتلة ، مع إضافة الجبس الخارجية في الواجهات. الحصاد وحتى الحصاد العقيم المدمرة النهائي. وقد صممت هذه عوالم مصغرة لتجنب الاتصال مع كتلة أجار أو جدران صحن بتري. يتم التقليل من خلال التكثيف وخلال لوحة يصب الحضانة. أخيرا ، يتم تصغير قيحة / الجبس / الخشب تباعد ولكن من دون السماح للإتصال به. هذه الجوانب التقنية أقل من أجار كتلة التصميم هي أيضا الأسباب الأكثر شيوعا من الفشل ومصدرا رئيسيا للتقلب بين الدراسات. نشر الفيديو وبالتالي من المفيد في هذه الحالة ، وعلينا أن نظهر التباين المنخفضة والعالية الجودة النتائج.

Protocol

ينطبق هذا البروتوكول على ركائز الخشبية وغير الخشبية ، على النحو المبين ، فضلا عن الفرن أو الهواء المجففة المواد. قراءة من خلال البروتوكول الأول ، ولكن ، قبل انشاء. هناك عدة نقاط أثارها التي قد تنطبق على دراستك ، وهذه نقطة (مسطرة) تتطلب التخطيط. أيضا ، علما أن هناك نشرا أجار كتلة الأساليب التي تستخدم في بعض الأحيان ، واحدة في المواصفة القياسية البريطانية 838 وأخرى بعد مجموعة الأبحاث الدولية لحماية وود (IRG - WP) ورقة مقدمة من الشجاعة (1978). لدينا يشبه الأسلوب 838 ، في المقام الأول مع بعض التعديلات في تصميم مصغر ، والسيطرة على وسط آغار ، ولكن مرة أخرى ، وغالبا ما يتم تجاهلها سواء بسبب النهج التاريخي قضايا مراقبة الرطوبة في كتل الخشب ، مما تسبب في نقص الأكسجين وتقلباته. استعراض جيدة من هذه الأساليب التي تتضمن اختبار مناقشة أجار كتلة التصاميم ، بما في ذلك مستوى 838 ، ويمكن العثور عليها في نيكولاس (1973).

1) إعداد عوالم مصغرة

عوالم مصغرة لهذه التجارب هي 1 سم طولا (عمقا) من أطباق بتري نموذجية ، وزيادة مساحة الرأس فوق كتل الخشب. يتم ملؤها مع كمية متواضعة والدقيق للأجار من أجل السيطرة على كميات المواد الغذائية المطلقة ، بالإضافة إلى تركيزها ، وإبقاء كتل الخشب بعيدا جيدا (> 3 ملم) من الغطاء. وأغار المستخدمة في هذه الحالة من التجارب الجبس هو نوع من الكالسيوم منخفضة وآغار ، ومع ذلك ، فنحن نعرض النتائج ممثل باستخدام المتوسطة Blakeslee والمتوسط ​​ATCC أوصى للحفاظ على اختبار عزل من lacrymans Serpula (Wulfen : فرايز) شروتر سلالة EMPA 65 ( ATCC 32750).

هذا التصميم يبقي الأنسجة النباتية بعيدا عن الاتصال آغار وبعيدا عن غطاء صحن والجدران. ترطيب متغير من ركائز lignocellulosic هي المصدر الرئيسي للتقلب في أجار كتلة الاختبارات. التبول لزيادة نسبة الرطوبة ونقص الأكسجين يخلق يقمع أو حتى توقف التحلل البيولوجي الهوائي. كما أنه يخلق مشكلة لأحد يدرس آليات التأكسدي للفطريات العفن البني والأبيض المسؤولة عن تحلل الخشب. التكثيف على أغطية لوحة هي المشكلة إذا شكل قطرات الماء مجانا والرطب الركيزة. وبالمثل ، فإن الخشب والأنسجة الأخرى "الفتيل" بسرعة من الماء عندما أغار على اتصال ، مما يؤدي إلى محتويات الرطوبة الزائدة من 80 ٪ (بالوزن الجاف أساس) ووقف تدهور الهوائية. يجب أن تكون الأنسجة ونأى من هذه المصادر المائية ، مما يسمح للعثور على الفطريات الخيطية ، الاتصال ، والسيطرة الرطوبة داخل الركيزة.

  1. جعل وسائل الاعلام ما يكفي لملء أجار العدد المرغوب فيه من لوحات بتري آجار مع 20 مل ، لكل منهما. علينا استخدام خمسة مكررات (ن = 5) لكل معاملة ، والتي تحددها السلطة باستخدام تحليل النتائج السابقة.
  2. للكالسيوم والحديد نوع مجانا - A آغار ، ونضيف إلى 15 ز أغار على القارورة التي تحتوي على 500 مل الحجمي حوالي 400 مل من الماء منزوع الأيونات عدل مع 1.0 ز NH 4 NO 3 ، 1.0 غرام أحادي القاعدة KH 2 PO 4 ، 0.25 ز MgSO 4 × 7H 2 O ، و 1.0 غرام جلوكوز. إلى الخليط ، ونحن نستخدم حلول المخزون لإضافة المغذيات الدقيقة. نضيف 50 ميكرولتر كل من H 3 BO 4 (0.057 غرام / 100 مل) ، وZnSO 4 (0.031 غرام / 100 مل). نضيف 50 ميكرولتر كل من MnCl 2 (0.036 غرام / 100 مل) ، كبريتات النحاس 4 (0.039 غرام / 100 مل) ، و (NH 4) 6 مو 7 O 24 (0.018 غرام / 100 مل). مرة واحدة وتضاف المواد الغذائية ، وملء القارورة الحجمية إلى السطر 500 مل.
  3. ومن شأن إضافة الكالسيوم نموذجي في هذه الحالة سيكون 0.05 غ CaCl 2 × 2H 2 O / 500 مل. في حالتنا ، ونحن نستخدم الكالسيوم آغار كعلاج ، مع التركيز النهائي 5 ملم. علينا مواجهة الزيادة في القوة وبالإضافة إلى ذلك عن طريق إضافة كلوريد الأيونية 5 مم كلوريد الصوديوم الى عوالم مصغرة أخرى. وبالمثل ، فإننا نستخدم الحديد خالية من وسائل الإعلام لهذه التظاهرة ، ولكن في الحالات التي شملت الحديد ، ونحن مزيج 0.112 غرام من FeSO 4 2 مل مع الماء منزوع الأيونات وإضافة 50 ميكرولتر من هذا الحل الطازجة (وليس للبيع) على الفور بعد vortexing. في أي وسيلة إعلامية حيث يمكنك التحكم الإضافات من العناصر الغذائية ، وأنه من الحكمة لاختبار درجة الحموضة قبل التعقيم. والإضافات الحمضية أو الأساسية (مثل FeCl 3) يؤثر التصلب.
  4. نقل وسائل الإعلام إلى القارورة والأوتوكلاف المتوسط ​​في 121 درجة مئوية و 16 رطل لمدة 20 دقيقة. نحن لا تتجاوز 500 مل أحجام (لكل قارورة مل 1000) ، لتجنب الاضطرار آغار ترسيخ قبل أن نتمكن من إدارة كل منها إلى لوحات الاختبار.

    (ملاحظة :.. ومن الحكمة عند استخدام وسائل الاعلام البديلة ، والحد الأدنى من المواد الغذائية آغار خصوصا مع أملاح القاعدية وأضاف ، للتحقق من الأولى التي فطر الاختبار الخاصة بك سوف تنمو عليه القوة الأيونية عالية يمكن أن تمنع نمو أو حتى قتل اختبار عزل)
  5. استخدام المحمول ماصة للمساعدات و 10 مل ماصات البوليسترين العقيمة لنقل جو معقم و مطهر أغار في خزانة للسلامة الأحيائية ، وقوارير مرة واحدة باردة. السماح لمسة باردة وسائل الاعلام هو المهم هنا لتقليل التكثيف. أيضا ، مكدس لوحات عالية كما هي سكب عليها ، للحد من المياه الحرة على الأغطية. بينما التكثيف هو مصدر إزعاج في زراعة العادية ، ومن هنا يمثل مشكلة كبيرة اذا DROplets شكل والخشب الرطب. سوف محتويات الرطوبة (MC) أكثر من 80 ٪ (على أساس الوزن الجاف) خلق نقص الأكسجين في الأنسجة ، وتسوس الحد بنسبة الفطريات الهوائية ، وزيادة التقلبات. حساب مولودية على النحو التالي :

    * MC = [(الوزن الطازج x الوزن الجاف) / الوزن الجاف] × 100

    * (MC يمكن أن تتجاوز 100 ٪ -- وهذا قد يبدو غريبا وسيلة لحساب مولودية ، ولكن هو المعيار)
    1. عوالم مصغرة البديل : إذا تم اختبار الأنسجة النباتية التي يجب أن تكون قبل المطحونة ومنخول (مثل الذرة وسيقان وأوراق حطب ، معا) ، وهناك خيارات الطبق المتبقيتين لنا استخدامها. تنقسم لوحات بتري تتوفر مع 2 أو 4 أقسام ، ويمكن استبعاد آغار من المقصورات مع مسحوق. ويمكن أيضا أن توطد أجار قطع وإزالة جزء أن يترك مجالا لمسحوق ، ولكن يجب الحرص على الحفاظ على أحجام متساوية آغار المتبقية إذا توافر المواد الغذائية والتي تخضع للرقابة.
  6. إضافة قطع من البلاستيك بسخاء شبكات سلكية على سطح اللوحة ، وذلك باستخدام شبكات غسلها جيدا وتعقيمها وأضاف جو معقم و مطهر. نحن نستخدم منتج والحرس مزراب (35 × 50 ملم ، و 2 مم) ، لشبكة أعمالنا ، واستخدمت المجهر الإلكتروني لإظهار سطح نظيف بعد يغسل بالماء والصابون ، وإظهار عدم انتشار الفطريات. لقد حققنا نجاحا مختلطة مع مرشحات الألياف الزجاجية ومع كتل وضع مباشرة على فطر المتقدمة ، سواء بسبب قضايا فتل. سوف تحصل على الاضمحلال ، ولكن معامل التباين الخاص (CV) ستكون مرتفعة ، مما يجعل المقارنات علاج ضعيفة من الناحية الإحصائية. استخدمنا قضبان الزجاج سابقا ، ولكن الكتل عرضة للانزلاق عند تزاحم قضبان ، وترك في اتصال مع كتل آغار. بديل واحد هو جيد لخفض الدوائر الكامل لتناسب لوحات وقطع حافة واحدة قبالة لاستيعاب قيحة. بشكل عام ، وقطع شبكات لتناسب الخاصة بك مجموعة المتابعة ، ولكن تأكد من أنها تقع تماما شقة في أطباق بتري.

2) إعداد ركائز "بلوك"

وقد وضعت هذه البروتوكولات على الأخشاب الصلبة ، ولكنها قابلة للتكيف في أنسجة النباتات الأخرى. خسارة الكتلة هو معيار قياس تحقيق تقدم في تسوس الخشب التي تدهورت بفعل الفطريات الخيطية. وهكذا ، نهجنا يستخدم فرن الجافة الأوزان قبل وبعد اضمحلال لتحديد الخسائر الشامل. ومع ذلك ، لأية أبحاث الطاقة الحيوية ، حيث يتم التركيز على النبات كيمياء الأنسجة ، والتي تجد الكثير من الهواء تجفيف الأنسجة هو الأفضل. نعرض هنا لإعداد البروتوكولات الخاص أجار كتلة الثقافات لاستخدام فرن المجفف مادة البداية لكنها تعطي معلومات بديلة للهواء الجاف ، وكذلك لعملية مسحوق بدلا من ركائز صلبة.

  1. لهذه التظاهرة ، التي نستخدمها الصنوبر الأصفر الجنوبي (SYP). SYP هو الخشب المتاحة تجاريا يمثلون الغالبية العظمى من الخشب المستخدمة في المباني السكنية في الولايات المتحدة يمكن أن يكون أي واحد من أنواع صنوبر الأربعة. ويستخدم الخشب غير المعالجة ، ويتم قطع عقدة خالية من كتل من مزق واحد (قطع طولية) على طول الحبوب (19 × 19 ملم). هذا يقلل من التغير الكيميائي في الخشب. هو خفض هذه المدة إلى 19 كتل 3 مم. نستخدم هذا الحجم بالنسبة للتربة لبنة المحاكمات ، وقطعت العديد من المباني في جلسة واحدة على الطاولة رأى.
  2. كذلك يتم تقسيم ال 19 ملم 3 كتل لاستخدامها في أجار كتلة عوالم مصغرة في نصف طول الحبوب ، وذلك باستخدام الأزميل والمطرقة ، وليس رأى. هذا يجعل المرء حافة كتلة الخام لمواجهة حملة على شبكة بلاستيكية ، وعلى نحو سلس الأعلى إلى حافة التسمية. كتل التسمية مع قلم رصاص. إذا لم تتمكن من تسمية ركائز الخاص ، يجب التأكد من وضع نظام لمواكبة العينات. قطع كتل كافية لتلبية العلاجات الخاص (مرة أخرى ، ونحن نستخدم ن = 5 في العلاج) ، فضلا عن عدم تلقيح الضوابط التي من شأنها أن تخدم كلا من التلوث كمراقبين وكعينات بيانات أساسية ، ومكيفة بشكل متواز.
  3. لفرن المجفف المواد والعينات مكان في الفرن الحراري عند 100 درجة مئوية لمدة 48 ساعة. إذا كان مطلوبا الهواء المجفف المادة ، شرط العينات في حجرة أو غرفة مع الرطوبة ودرجة الحرارة ثابتة. نحن نستخدم 65 ٪ RH و 20 درجة مئوية ، ونحن نعول على تكييف عادة 10-14 يوما ، اعتمادا على المواد.
  4. قبل تزن العينات الخاصة بك لتحديد الوزن الأولي للفرن الجافة أو الطازجة. مع عينات من الفرن ، ونقل العينات إلى مجرد مجفف لتبرد وتزن بها.
    1. بديل تجفيف الهواء : مع الهواء المجفف المادة ، يستغرق خمس عينات (ن = 5 ؛ الذبيحه وهذه لا يمكن استخدامها في عوالم مصغرة) ، وزن لهم الطازجة والجافة فرن لهم على النحو الوارد أعلاه ، وبعد التجفيف إعادة تزن. حساب معامل التصحيح الرطوبة لكل من مبنيين على النحو التالي :

      مولودية معامل التصحيح = الوزن الجاف / الوزن الطازج

      على سبيل المثال : 2،46 غرام (جافة) / ز 2.68 (الطازجة) = 0.918 ، لذا ، كتلة ز 3.0 العذبة 2،75 ز الفرن المجفف

      متوسط ​​العينات الخمس إلى الحصول على معامل التصحيح المتوسط. ثم ، تزن كل من كتل الهواء المجفف الخاص بك. ضرب كل من عامل الوزن المتوسط ​​لتحديد تصحيح MC الأولي للفرن الجافة الأوزان.
  5. الأوتوكلاف المسمى العينات في درجة حرارة 121 مئوية و 16 رطل لل1 ساعة ، أو لفترة أطول مع عينات أكبر. احباط بإحكام لتقليل التبول.
    1. Alternatiلقد التعقيم : يمكن استخدام أشعة جاما لتعقيم ، إذا كانت متوفرة. لقد اختبرنا شجرة التنوب وخشب الزان مسبقا لدرجة الحرارة على آثار الخسارة هيميسيلولوز ، ووجد لا شيء ، مع عدم فقدان قوة أو تغيير اللون. ولكن هذا قد تختلف بين ركائز وتفضيلاتك / الاحتياجات ، وأشعة جاما هي بديلة.
  6. لهذه التظاهرة ، ونحن اختبار دور الجبس الصلبة (نقية مقابل 1 ٪ FeSO 4) بشأن تدهور الصنوبر لدينا (SYP) عينات. كما يتم إجراء هذه الأقراص مع المساحات السطحية بالضبط وحدات التخزين ، ومرة ​​أخرى للسيطرة على توافرها ، بالإضافة إلى تركيزها. يتم تعقيمها بشكل منفصل ، وأضاف هذه الخطوة خلال التلقيح. نحن بحاجة إلى قرص واحد عن كل كتلة ، ونحن اضافة الى اثنين من كتل في طبق بتري للسماح للحصادين.

3) والتلقيح وصفها

بتلقيح أجار كتلة عوالم مصغرة وأكثر استهلاكا للوقت من تحصين التربة كتلة الجرار. بالنسبة لنا ، ونحن نعول على كل التلقيح مع 3 دقائق. إلى أطباق بتري تحتوي آغار ، وهذا هو نقطة بالإضافة للشبكة ، والخشب ، أي مصادر خارجية المغذيات (هنا ، والكريات الجبس) ، والفطريات و. هناك فرصة لزيادة التلوث بسبب كمية الوقت الغطاء مفتوح وعدد من الزيارات في الداخل. وهناك أيضا أخطاء رئيسية عدة مصنوعة عادة في هذه المرحلة ، ويتم تغطية هذه أفضل من خلال اقتران الفيديو مع النص. مشاهدة الفيديو.

  1. في خزانة السلامة البيولوجية العقيمة ، والتجمع الخاص أطباق أجار فارغة ، لوحة مصدر اللقاح الخاص الفطرية (نستخدم 2 أسبوع الثقافات) ، عيون ، الركيزة النبات (الخشب) ، ومواد دخيلة ، sharpie أ ، شرائط parafilm ، وأدوات التحويل. نحن اللهب تعقيم باستخدام الايثانول 70 ٪ ، ونحن نستخدم أداة لنقل اللقاح وملقط لكتل ​​وعيون. وينبغي خفض Parafilm بشفرة الحلاقة لتجنب أي النكات على الحواف. النكات في parafilm تؤدي إلى الراحة عندما الختم ، وهذا سوف تتنافس العينات وتحتاج إلى إعادة الإدخال.
  2. أدوات نقل الشعلة أو ملقط قبل إضافة التالية (بهذا الترتيب) :
    1. شبكة بلاستيكية.
    2. الخشب الركيزة. مظاهرة لدينا ، وسوف نقوم بإضافة كتل الخشب اثنين على طول طول شبكة ، وكلاهما من كتلة الأولية نفسها التي كانت منقسمة حتى نتمكن من الزوج البيانات من الحصاد المبكر والمتأخر. وتضاف هذه الكتل جنبا إلى جنب ، مع نهاية الحبوب (الخشب المقطع العرضي) التي تواجه نقطة من مصدر قيحة الفطرية.
    3. مواد خارجية. هنا ، ونحن اختبار دور الجبس على تسوس بنوع من الفطريات الخيطية. ولذلك ، نريد الفطر لقاء هذه الأقراص الجبس قبل أن تصل إلى الخشب ، وإضافة الجبس وبالتالي قرص واحد بين كل نقطة وكتلة اللقاح على الجزء العلوي من شبكة. وهذا يعني إضافة 2 الأقراص في مصغرة. لا تسمح للاتصال بين الأقراص ، والخشب ، ولكن الاحتفاظ بها وثيق.
    4. قيحة الفطرية. نستخدم حفار # 4 الفلين مع 7 مم جعل المقابس من 2 أسبوع الثقافات التي تزرع في آغار 20 مل. هذا يساعد على التحكم في الصوت قيحة. ضوابط لعدم تلقيح ، فمن الأفضل لإضافة المكونات من لوحة العقيمة. نضيف هذه المقابس عادة إلى آغار ، وليس على شبكة. لا تسمح للاتصال بين اللقاح وإما ركائز الخارجية أو الخشب ، ولكن مرة أخرى ، وضعها قريبة من بعضها البعض. هناك واحد المكونات قيحة لكل كتلة.

      ملاحظة : ومن الحكمة أن تجمع هذه المحتويات في طبق آغار قبل بدء لضمان سيكون هناك ما لا يقل عن 3 ملم من مساحة الرأس ، وأنه سيكون هناك ما لا يقل عن 3 ملم المسافة بين كتل الخشب والجدران الغطاء ، وبأن ما تتمتعون به شبكة بلاستيكية وسوف تستوعب بسهولة أبعاد ركائز الخاص.
  3. أطباق Parafilm لختم لهم ، ابقاء شعلة حرق الكحول وبالملقط جاهزة. تعقد لوحات أفقية وparafilm التفاف في حركة مستمرة على نحو سلس. إذا فواصل أو إذا parafilm محتويات تزاحم ، parafilm إزالة. إعادة إدخال وتجميع المحتويات ، وحاول مرة أخرى
  4. تسمية الأغطية طبق باستخدام علامة مقاومة للكحول ، ووضع العلامات أرقام الكتلة مباشرة عبر أعلى من ركائز منها. علينا أيضا أن أوجه الدوائر على أقراص الجبس. كما يضمحل الخشب ، وعلى الأرجح سوف تفقد القدرة على قراءة العلامات على ركائز. من المهم لمواكبة الموقف الطبق. أيضا ، لا نقلل من قدرة للحط من الفطريات أو استعمار لا يحصى من أنواع المواد الأخرى ، بما في ذلك المعادن.
  5. إذا كان لديك حساسية على شبكة التجميع الخاص ، ونقل لوحات بعناية إلى الحاضنة. لدينا ، مرة واحدة فقط ، صدم بن لوحات ضد مربى الباب وكان لإعادة تجميع لوحات. تأخذ وقتك ، والحبكة مسارك. انه مصدر قلق لمرة واحدة ، حتى تأخذ هذه الرعاية لمرة واحدة.

4) التفقيس وحصاد

يمكن المحتضنة لوحات لتناسب الفطر ، ولكن ينبغي أن يوضع في حاضنة البيولوجية إذا كان ذلك ممكنا ، لتجنب تكاثف بسبب التقلبات في درجات الحرارة. تتم حصاد سلسلة زمنية جو معقم و مطهر ، باستثناء موسم الحصاد الماضي. إذا فعلت هذه المحاصيل متوسطة النمو على بعدركائز هامة ، التعامل مع لوحات أسهل لأن الارتباط عبر ركائز خيطان.

  1. مظاهرة لدينا ، ونحن في احتضان لوحات و 20 درجة مئوية في الظلام. في حصاد الأسبوع 5 نقطة ، ونحن إزالة الكثير العلاج بأكملها ، رش كل أسفل وأعلى مع الايثانول 70 ٪ واستخدام الملقط لإزالة المواد ملتهب داخل مجلس الوزراء السلامة الأحيائية.
  2. التقاط الصور قبل تدمير لوحات أجار ، مع التركيز على أي التشكل أو التصبغ.
  3. إزالة الكتل إلى أن تعامل على أنها تتطلب احتياجاتك. استخدام اصبعك للفة خيوط بعيدا الزائدة (مع قفازات النتريل) ، ولكن يجب الحرص على عدم فقدان أي مواد تتحلل. نحن عادة فرن تجفيف كتل الألومنيوم في المقالي لتحديد وزن خسارة الشامل ، وذلك باستخدام الأوزان الطازجة والجافة من الضوابط لمراقبة فتل المفرطة. نحن أيضا تسمية وتعقب أي كتل البني الداكن بشكل واضح المغمورة بالمياه ، على الرغم من هذا يجب أن يكون الحد الأدنى من اتباع هذا النهج. فقدان البيانات يساعد على قياس التقدم الشامل الاضمحلال ، وأنه من البيانات الهامة إذا كان تركيز عنصر أن تكون محسوبة على أساس غرام وزنا ، في وقت لاحق. نتذكر أيضا أنه يجب أن تكون نسبة تطبيع البيانات للإحصاءات. نحسب على النحو التالي :

    قداس ٪ الخسارة = [(وزن الأولي الوزن النهائي) / الوزن الأولية] × 100
    1. بديل تجفيف الهواء : إذا كنت تحتاج إلى تجفيف الهواء ، مع الهدف الخاص لمعالجة بيولوجيا والمواد الأخرى ، يجب استخدام نظام تكييف من 2.3 إلى رمم القسم. إذا كان يجب تحديد خسارة الشامل ، وأنها سوف تتطلب قدرا من الرطوبة ، وأحد الحلول هو تقسيم كتل (أو مساحيق) في جزء كبير منها والصغيرة. يزن كلا ، ولكن فقط للفرن تجفيف جزء صغير. حساب عامل الرطوبة تحويل المحتوى ، على النحو الوارد أعلاه ، ومن ثم تطبيقه على الوزن الطازج مجموعه صغيرة أجزاء كبيرة + (كتلة مجموع الوزن الطازج). خاصة إذا pretreating المادية مع نوع من الفطريات قبل التسكير أو العمليات الأخرى ، وفقدان الكتلة مساعدتك في تحديد التوازن الشامل في وقت لاحق والحسابات في تناول الكربوهيدرات المستهلكة من قبل الفطور.
  4. تدمير الثقافات في أكياس autoclavable ، ولكن حفظ البلاستيك شبكة دعم وأي المكونات الأخرى التي يمكن إعادة تدويرها لاستخدامها في التجارب المستقبلية.

5) تفسير النتائج

سوف الأنسجة Lignocellulosic تسوس عادة أبطأ في أجار كتلة التصاميم ، ولكن في هذه النقطة يجب أن يكون تقلب منخفض نسبيا حتى عند مستويات معتدلة الاضمحلال. يجب أن يكون معتدلا أيضا (20-50 ٪) ، ورطوبة عالية في الأنسجة لا تحكم.

  1. محتويات الرطوبة (على أساس الوزن الجاف) من الخشب لم يتعرضوا للفطريات وعادة ما تكون معتدلة ، حوالي 40 ٪ في هذه التظاهرة. هذا هو فوق الألياف نقطة التشبع (FSP) من الصنوبر (عادة حوالي 24 ٪) ، مما يعني أن هناك بعض المياه الحرة في الزائدة من المياه ملزمة داخل جدار الخلية lignocellulosic الثانوية. وهذا يعني أيضا أن بعض فتل يحدث على الأرجح. يجب على RH 100 ٪ لا تزال لا تسمح الخشب MC يتجاوز FSP. التصميم الخاص بك قد يحقق نتائج مختلفة اعتمادا على الركيزة واختيار شبكة. المفتاح هو الحفاظ على محتويات الرطوبة أقل من 85 ٪ أو نحو ذلك ، على أساس الوزن الجاف.
  2. فقدان كتلة من الخشب ٪ المتدهورة في هذه عوالم مصغرة أجار كتلة عادة حوالي 30 ٪ بعد 16 أسبوعا بالنسبة لمعظم الفطريات. الفطريات لتحديد ، في هذه الحالة lacrymans Serpula ، سوف الفطريات تدهور تحقيق كامل في هذا الوقت ، وفقدان الشامل> 60 ٪. S. lacrymans هو فطر العفن البني ، وإزالة اللجنين قليلا ، وبالتالي خسارة الشامل 62 ٪ في هذه المحاكمة يعني الاضمحلال هو الاكتمال أو في الماضي. الفطريات والعفن الأبيض إزالة اللجنين ، وفقدان الكتلة يعتمد على الأنواع وكذلك الركيزة.
  3. رعاية لتسجيل خوطي التشكل. في هذه التظاهرة ، لم مورفولوجيا خوطي لا تظهر بطبيعتها النجاح أو الفشل في أي علاج واحد ، ولكن الألوان والتصبغ الهامة. لقد سمح لنا لربط دور الحديد كشوائب في الجبس لكبار السن وآخرون مثل دراسات قليلة (2000) ، حيث تم اختبار المواد الأصلية ، وحيث لوحظ هذا "الصدأ" colorization. وقد تمت مناقشة دور الكالسيوم والحديد منخفض. وآخرون (2000) ، وهنا نرى تسوس المعززة بالحديد ، وليس الكالسيوم ، وهذه نفس خيوط بلون الصدأ.
  4. إذا كنت تريد قياس تركيزات أي شيء في هذا الخشب المتدهورة ، فمن الأفضل للتطبيع الشامل للخسارة. إذا ، على سبيل المثال ، لا يتم استيرادها أو تصديرها الكالسيوم من الخشب التهاوي 50 ٪ ، وتركيزه على أساس الوزن تظهر على مضاعفة من صفر إلى وقت الحصاد النهائي. ذلك لأن 1 غرام من مسحوق يمثل الآن ضعف حجم الخشب مما كان عليه في وقت الصفر. تستهلك 50 ٪ من الفطريات في المصفوفة ، وخفض الكثافة. تطبيع بأي تركيز معين (على سبيل المثال ملمول / ز) للتعويض عن خسارة الشامل على النحو التالي :

    = تركيز تطبيع ملمول / GX [1 -- (٪ خسارة الإعلام / 100)]

    على سبيل المثال : 10 ملمول / ز كا في 20 ٪ خشب المتدهورة ، مقابل 7 مليمول / ز في وقت الصفر.

    السؤال : هل زيادة محتوى الكالسيوم خلال الاضمحلال؟

    10 ملمول / ز هو واضح 3 ملمول / ز الزيادة ، وهي زيادة بنسبة 43 ٪ ، ولكن سشمال شرق جرام من مسحوق من خشب المتدهورة مع انخفاض كثافة يمثل الآن أكبر وحدة تخزين. مطلوب تطبيع للمقارنة الأولية والنهائية محتوى الكالسيوم بكميات متساوية الخشب.

    10 × [1 × (20 ٪ / 100)] = 8 مليمول / ز تطبيع

    الجواب : نعم ، لم كا زيادة ، ولكن بنسبة 14 ٪ وليس 43 ٪.

    يمكن (وكذلك بيانات يمكن التعبير عنها في حجم الخشب ، ملمول / سم 3 ، عن طريق ضرب من قبل الكثافة.

الشكل 1
الشكل 1. آجار كتلة مصغرا ، كما يصل في هذه المظاهرة ، قبل الحضانة.

الشكل 2
الشكل 2. lacrymans Serpula استعمار كتل خشب الصنوبر يستريح على شبكة بلاستيكية لرفع كتل أعلاه الاتصال أجار. أفطورة هذا يمثل اتصال مهمة بين الخشب والمواد الغذائية مصادر خارجية / العنصر ، والسيطرة على هذه المصادر المادية الخارجية في أجار أو المواد الصلبة هي الميزة الرئيسية للأجار كتلة تصميم ، في مقابل كتلة التربة التصميم.

الشكل 3
الشكل 3. ٪ متوسط ​​فقدان الوزن ، وكمقياس لمدى الانحطاط الخشب lacrymans Serpula الحضانة بعد أسابيع 5 و 15 مع الصنوبر في أجار كتلة عوالم مصغرة. لم تكن أي معاملة (CA - الحرة) ، 5 مم CaCl 2 إضافة إلى أجار (CaCl 2) ،> 99 ٪ نقية الجبس (كاسو 4) ، أو 1 ٪ من الحديد المعدل الجبس. محمية ANOVA مقارنات كانوا يستخدمون وسائل اختبارات توكي ، مع α = 0.05. لكل موسم الحصاد ، والحانات في إطار الرسالة نفسها لا تختلف كثيرا. أشرطة الخطأ = الانحراف المعياري. نشرت في شيلينغ (2010).

الشكل 4
الشكل 4. صورة علوية (أ) من كل خمسة مكررات في الاسبوع 15 من الاضمحلال التي فطر العفن البني نفس الاختبار ، Serpula lacrymans ، فضلا عن كتل (B) وإزالة فرن المجفف. لاحظ عدم وجود الكالسيوم في التصبغ خالية من العلاج ، واصفرار في علاج الكالسيوم النقي ، وظهور الصدأ في الحديد وتعديل العلاج. وصفت العلاجات كما في الشكل (3) ، مع التحكم في كتل (ب) يجري غير الملقحة للمقارنة.

الشكل 5
الشكل 5. صورة علوية من محاكمة مختلفة باستخدام تركيز الحديد أعلى متوسط ​​، أغار Blakeslee والشعير. لاحظ فقدان التصبغ المرصودة ، مقارنة مع الشكل 4. وأظهرت إزالة كتل وزنه أي تأثير العلاج على فقدان الوزن. ويقدم هذا كدليل على تأثير مكونات خارجية من هذه المحاكمات كتلة. وهذه الآثار لا تكون قابلة للاختبار في التصاميم جرة كتلة التربة ، حيث تكون هذه المدخلات الخارجية من الصعب جدا السيطرة عليها.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

باستخدام لدينا أجار انشاء كتلة (الشكل 1) نمت Serpula lacrymans في اتصال مباشر مع الجبس والسطوح إلى كتل الخشب (الشكل 2) ، مما أدى إلى أكثر من 60 ٪ خسارة الوزن في البني فسدت تحكم كتل الصنوبر (الشكل 3 ). هذا يرضي بسهولة هدف القياسية ASTM تسوس> 50 ٪ ، ومتوسط ​​معامل الاختلاف (C V) في الاضمحلال في و0.055 في الاسبوع 16. يتم نشر هذه البيانات في شيلينغ 7. مرة أخرى ، وسوف تتطلب الفطريات الأخرى تعد حضانة في كتلة أغار منه في كتلة التربة. للإشارة ، لدينا بنجاح تشغيل تصاميم مماثلة في العديد من التجارب الماضية مع مجموعة متنوعة من الأنواع الفطرية الأخرى ، وذلك باستخدام المجهر الإلكتروني في كثير من الأحيان مع التشتت التحليل الطيفي الإلكترون (SEM - EDS) ، ويقترن بالحث البلازما الطيفي (ICP - OES) للتحقق من الاتصال مع الخارجية ركائز وإزفاء من الكالسيوم والعناصر الأخرى إلى 8،9 الخشب.

بالإضافة إلى تقلبات منخفضة ، هناك نوعان من النتائج الأخرى التي لدينا أجار كتلة يكشف التصميم. أولا ، كان هناك تأثير العلاج (الشكل 3) ، حيث إضافات الكالسيوم لدينا ، سواء للأجار كما CaCl 2 أو الجبس النقي ، تحول دون تسوس هذه الفطريات. هذا هو نتيجة مفيدة لأن الآخرين قد يعزز نظرية الاضمحلال الكالسيوم على أساس دراسات في العالم الحقيقي مع مواد مثل مدافع الهاون والجص. بدلا من ذلك ، نرى معدلات تسوس انتعاش مع إضافة الحديد إلى الجبس ، مما يشير إلى الحديد والكالسيوم لا ، هو مفتاح الحل. والنتيجة الثانية مفيدة ، ولكن ليس كميا ولكن بدلا من ذلك اللون من فطر (الشكل 4). هناك اختلافات كبيرة التصبغ واضح في خيطان بين العلاجات الخارجية ، وقد لاحظ الباحثون وسبق التصبغ "الصدأ" عندما تواجه هذه الفطريات على مواد البناء (على سبيل المثال قليلة وآخرون 2000). في دراسات أكثر حداثة لدينا ، وجدنا أن تضيع هذه الآثار باستخدام وسيلة عالية من الحديد (الشكل 5). جماعيا ، فإنه يشير إلى أن هذا الفطر يستخدم الحديد والكالسيوم لا ، في هذه المواد والدراسات السابقة ، مع فطر "الصدئة" عنها ، ومراقبة تأثير الحديد ، وليس تأثير الكالسيوم.

عموما ، هذه النتائج وعدم وجود آثار العلاج باستخدام عالية من الحديد وآغار مظاهرة قوية جدا للتحكم في تصميم أجار كتلة يمكن أن توفر للباحث ، وخاصة في ضوء النهج كتلة التربة البديلة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Petri dishes Nalge Nunc international 4014 25 x 150 mm
Agar, Type A Sigma-Aldrich A4550
Ammonium nitrate, NH4NO3 Millinckrodt 3436-12
Potassium phosphate, KH2PO4 JT Baker 3246-01
Magnesium sulfate 7-hydrate, MgSO4•7H2O Sigma-Aldrich 230391
D-(+)-Glucose Sigma-Aldrich G8270 Dextrose
Boric acid, H3BO4 Mallinckrodt Baker Inc. 2549-04
Zinc sulfate 7-hydrate, ZnSO4•7H2O Mallinckrodt Baker Inc. 8880-12
Manganous chloride 4-hydrate, MnCl2•4H2O JT Baker 2540-04
Copper(II) sulfate 5-hydrate, CuSO4•5H2O Sigma-Aldrich 209198
Ammonium heptamolybdate 4-hydrate, (NH4)6Mo7O24•4H2O Sigma-Aldrich 431346
Calcium chloride dihydrate, CaCl2•2H2O Mallinckrodt Baker Inc. 4160-12
Sodium chloride, NaCl Mallinckrodt Baker Inc. 7581-12
Ferrous sulfate 7-hydrate, FeSO4•7H2O Mallinckrodt Baker Inc. 5056-12
Pipet-aid Drummond Scientific 4-000-110 Cordless
EtOH the surface
10 ml sterile polystyrene pipette BD Biosciences 357551
Gutter Guard Thermwell Products Co. VX620 Pre-scrubbed with soap
Hardware store
Calcium sulfate hemihydrate, CaSO4•0.5H2O Acros Organics 385355000
#4 cork borer Boekel Scientific 1601
Parafilm "M" Pechiney Plastic Packaging PM-996

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. ASTM D1413-07. Standard test method for testing wood preservatives by laboratory soil-block cultures. . Annual Book of ASTM Standards. , 185-192 (2007).
  2. Bravery, A. F. A miniaturized wood block for the rapid evaluation of wood preservative fungicides. , International Research Group on Wood Protection (IRG/WP 2113). (1978).
  3. Low, G. A., Young, M. E., Martin, P., Palfreyman, J. W. Assessing the relationship between the dry rot fungus Serpula lacrymans and selected forms of masonry. Int. Biodeterior. Biodegrad. 46, 141-150 (2000).
  4. Nicolas, D. Volume I (One/1) - Degradation and Protection of Wood (Syracuse Wood Science Series #5). Wood Deterioration and Its Prevention by Preservative Treatments. , Syracuse University Press. (1973).
  5. Schilling, J. S. Effects of calcium-based materials and iron impurities on wood degradation by the brown rot fungus Serpula lacrymans. Holzforschung. 64, 93-99 (2010).

Tags

علم الأحياء النباتية ، العدد 48 ، Lignocellulose ، والكتلة الحيوية ، والخشب ، والفطريات ، والتحلل البيولوجي الخيطية ، بتري ، صورة مصغرة
آغار بلوك عوالم مصغرة لتحليل الأنسجة النباتية الخاضعة للرقابة من قبل الفطريات الهوائية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Schilling, J. S., Jacobson, K. B.More

Schilling, J. S., Jacobson, K. B. Agar-Block Microcosms for Controlled Plant Tissue Decomposition by Aerobic Fungi. J. Vis. Exp. (48), e2283, doi:10.3791/2283 (2011).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter