В растениях измерение потоков питательных веществ и токсикантов имеет важное значение для изучения питания растений и токсичности. В этой статье мы рассмотрим протоколы радиоиндикаторов для определения притока и оттока в корнях неповрежденных растений на примере потоков калия (K+) и аммиака/аммония (NH3/NH4+). Обсуждаются преимущества и ограничения таких методик.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Измерение потоков минеральных питательных веществ и токсикантов в растениях с помощью радиоактивной метки
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Однонаправленный приток и отток питательных веществ и токсикантов, и их результирующие чистые потоки, занимают центральное место в питании и токсикологии растений. Радиоизотопное отслеживание является основным методом, используемым для измерения таких потоков как внутри растений, так и между растениями и окружающей их средой. Данные о потоках, полученные с помощью протоколов радиоактивных индикаторов, могут помочь выяснить емкость, механизм, регуляцию и энергетику транспортных систем для конкретных минеральных питательных веществ или токсикантов, а также могут дать представление о компартментировании и скорости оборота субклеточных минеральных и метаболитных пулов. В этой статье мы опишем два основных радиоизотопных протокола, используемых в биологии растений: прямой приток (DI) и компартментный анализ по оттоку индикаторов (CATE). Основное внимание уделяется измерению потока калия (K+) в качестве питательного вещества и аммиака/аммония (NH3/NH4+) в качестве токсиканта в неповрежденных проростках модельного вида ячменя (Hordeum vulgare L.). Эти протоколы могут быть легко адаптированы к другим экспериментальным системам (например, к другим видам, вырезанному растительному материалу и другим питательным веществам/токсикантам). Обсуждаются преимущества и ограничения этих протоколов.
Введение
Поглощение и распределение питательных веществ и токсикантов сильно влияют на рост растений. Соответственно, исследование основных транспортных процессов является одним из основных область исследований в биологии растений и сельскохозяйственных наук 1,2, особенно в контекстах питательной оптимизации и экологических стрессов (например, соль стресс, токсичность аммония). Главным среди методов для измерения потоков в растениях является использование радиоизотопных индикаторов, которая была разработана значительно в 1950 (смотри, например, 3) и продолжает быть широко используется сегодня. Другие методы, такие как измерения истощени....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1 завод Культура и подготовка
- Вырастить ячменя гидропонике в течение 7 дней в камере роста климат-контролем (подробнее см 10).
ПРИМЕЧАНИЕ: Важно рассмотреть вопрос об изучении растений на различных стадиях развития, как питательные требования будут меняться с возрастом. - За день до экспериментов, расслоение несколько саженцев вместе, чтобы сделать единый копировщика (3 растения в пачку для DI, 6 заводов в пачку для ЗАТО). Bundle саженцы, обернув 2-см кусок Tygon трубки вокруг базальной части побегов, и обеспечение трубку с лентой, чтобы создать "воротник".
ПРИМЕЧАНИЕ: Число растений в пачке может изменяться в зависим....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
На рисунке 1 показаны изотермы найденные с помощью техники DI (с 13 N), для притока NH 3 в корни интактных проростков ячменя, выращенных при высокой (10 мМ) NH 4 +, и либо низкий (0,02 мм) или высокой (5 мМ ) K +. Изотермы отображения Михаэлис-Ментен кинетики, когда NH 3 флюсы строится как функция внешнего NH 3 концентрации ([NH 3] доб; скорректированной на изменения в рН раствора 13). NH 3 пото.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Как показано в приведенных выше примерах, метод радиотрейсера является мощным средством измерения однонаправленных потоков питательных веществ и токсикантов в Планта. Рисунок 1 показывает, что NH 3 приток может достигать свыше 225 мкмоль г -1 ч -1, которая является, пожалуй, высокая Bona поток ФИДЕ трансмембранный не сообщалось в системе растений 13, но величина этого потока не было бы видно, если только чистые потоки были измерены. .......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Эта работа была поддержана Советом по естественным наукам и инженерии Канады (NSERC), программой Канадской исследовательской кафедры (CRC) и Канадским фондом инноваций (CFI).
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Гамма-счетчик | Perkin Elmer | Модель: Wallac 1480 Wizard 3" | |
| Geiger-Mü ller counter | Ludlum Measurement Inc. | Модель 3 Обзорный измеритель | |
| 400 мл Стеклянные стаканы | VWR | 89000-206 | Для решений для предварительной абсорбции, абсорбции и десорбции |
| Стеклянная воронка | VWR | 89000-466 | Для отточной воронки |
| Большие трубки | VWR | 529297 | Для отточной воронки |
| Средние трубки | VWR | 684783 | Для связывания |
| Малые трубки | VWR | 63013-541 | Для |
| аэрации Аэрационный коллектор | Penn Plax Air Tech | чан 5.5 | Для контроля/распределения сжатого воздуха по растворам |
| Стеклянные сцинтилляционные флаконы | VWR | 66022-128 | Для подсчета гамма |
| Стеклянные центрифужные пробирки | VWR | 47729-576 | Для образцов корней с отжимом и сушкой |
| Kimwipes | VWR | 470173-504 | Для образцов корней с отжимной сушкой |
| Ножницы для препарирования | VWR | 470001-828 | |
| Щипцы | VWR | 470005-496 | |
| Низкоскоростная клиническая центрифуга | International Equipment Co. | 76466M-4 | Для отжимной сушки образцов корней |
| пипетка | 1 мл Gilson | F144493 | |
| пипетка 10 мл | Gilson | F144494 | |
| 1 мл пипетка | VWR | 89079-470 | |
| Пипетка 10 мл VWR | 89087-532 | ||
| Аналитические весы | Mettler toledo | PB403-S/FACT |
Ссылки
- Kronzucker, H. J., Coskun, D., Schulze, L. M., Wong, J. R., Britto, D. T. Sodium as nutrient and toxicant. Plant Soil. 369, 1-23 (2013).
- Britto, D. T., Kronzucker, H. J. NH4+ toxicity in higher plants: a critical review. J. Plant Physiol. 159, 567-584 (2002).
- Epstein, E.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
