Мы описываем протокол отбора проб, сохранения и секционного истечения неповрежденных корней и окружающей ризосферной почвы из водно-болотных угодий с использованиемриса (Oryza sativa L.) в качестве модельного вида. После сохранения образец может быть проанализирован с использованием методов элементной визуализации, таких как синхротронная рентгеновская флуоресцентная (XRF) химическая визуализация видообразования.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Метод сохранения корней водно-болотных угодий и ризосфер для элементной визуализации
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Корни широко взаимодействуют со своей почвенной средой, но визуализация таких взаимодействий между корнями и окружающей ризосферой является сложной задачей. Химию ризосферы водно-болотных растений особенно сложно уловить из-за крутых градиентов кислорода от корней до объемной почвы. Здесь описан протокол, который эффективно сохраняет корневую структуру и химию ризосферы водно-болотных растений путем замораживания и сублимационной сушки. Слэм-замораживание, когда образец замораживается между медными блоками, предварительно охлажденными жидким азотом, сводит к минимуму повреждение корней и искажение образца, которые могут произойти при мгновенном замораживании, в то же время сводя к минимуму изменения химического видообразования. Хотя искажение образца все еще возможно, возможность получения нескольких образцов быстро и с минимальными затратами увеличивает потенциал для получения удовлетворительных образцов и оптимизирует время визуализации. Данные показывают, что этот метод является успешным в сохранении восстановленных видов мышьяка в корнях риса и ризосферах, связанных с железными бляшками. Этот метод может быть использован для исследований отношений между растениями и почвой в широком спектре водно-болотных сред, которые охватывают диапазон концентраций от круговорота микроэлементов до фиторемедиации.
Введение
Корни и их ризосферы динамичны, неоднородны и критически важны для понимания того, как растения получают минеральные питательные вещества и загрязняющие вещества1,2,3. Корни являются основным путем, по которому питательные вещества (например, фосфор) и загрязняющие вещества (например, мышьяк) перемещаются из почвы в растения, и, таким образом, понимание этого процесса имеет последствия для количества и качества пищи, функционирования экосистем и фиторемедиации. Тем не менее, корни динамичны в пространстве и времени, растущие в ответ на потребности в приобретении питательных в....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Подготовка оборудования для заморозки
- Поместите два медных блока (~ 5 см х 5 см х 15 см) горизонтально внутри чистого охладителя, способного удерживать жидкий азот, и налейте достаточно жидкого азота, чтобы погрузить блоки. Как только пузырьки утихают, поместите две прокладки поверх одного медного блока на каждом конце.
ПРИМЕЧАНИЕ: Высота проставки определяет высоту заморажившегося образца; В этом примере используется интервал 2 см для создания кубов приблизительно 3 см x 3 см x 2 см. Объем жидкого азота будет зависеть от размера охладителя. В этом примере используется приблизительно 1 л для приблизительно 5 кубов последовательно.
ВНИМАНИЕ: Использу....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Этот метод позволяет сохранять корни и химические виды в корнях и ризосфере водно-болотных растений и в объемной почве. В данной работе метод был использован для оценки видообразования и совместной локализации с оксидами Fe и Mn и питательными веществами растений в ризосферериса (Oryza sativa L.). Рис был выращен на объекте RICE в Университете штата Делавэр, где 30 рисовых мезокосмов риса (2 м х 2 м, 49 растений каждый) используются для выращивания риса в различных почвенных и водных условиях с целью снижения по.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В этой статье описывается протокол получения сохраненной объемной почвы + ризосферы корней водно-болотных растений с использованием метода замораживания шлема, который может быть использован для элементной визуализации и/или картирования химического видообразования.
Существует несколько преимуществ этого метода по сравнению с существующими методами. Во-первых, этот метод позволяет одновременно исследование корней и окружающих ризосфер. В настоящее время существуют методы сохранения и химическо.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Авторы признают совместный грант на семена Сейфферта и Тапперо для поддержки сотрудничества между Университетом штата Делавэр и Брукхейвенской национальной лабораторией. В рамках этого исследования использовалась лучевая линия XFM (4-BM) Национального синхротронного источника света II, пользовательского объекта Управления науки Министерства энергетики США (DOE), управляемого для Управления науки Министерства энергетики США Брукхейвенской национальной лабораторией по контракту No. DE-SC0012704.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Медные блоки | McMaster Carr | 89275K42 | |
| Алмазный диск | Buehler | 15 LC, 102 мм x 0,3 мм | Скорость работы: 225 об/мин |
| Эпоксидные формы | Struers | 40300085 | FixiForm |
| Эпоксидная смола | Epotek | 301-2FL | |
| Superglue | Loctite | 404 | |
| Тонкорезовая машина | Buehler | Мокрая пила PetroThin | |
| Buehler | IsoMet 1000 |
Ссылки
- Ahkami, A. H., White, R. A., Handakumbura, P. P., Jansson, C. Rhizosphere engineering: Enhancing sustainable plant ecosystem productivity. Rhizosphere. 3 (2), 233-243 (2017).
- McNear, D. H. The rhizosphere - roots, soil and everything in between. Nature Education....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
