RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
نقدم منهجية لتقدير محتوى النشا في بريمورديا المبيض في الكرز الحلو (خوخ بالمتفطره L.) خلال فصل الشتاء السكون باستخدام نظام تحليل صورة جنبا إلى جنب مع تقنيات histochemical.
التغييرات في النشا في الهياكل الصغيرة المرتبطة بالأحداث الرئيسية خلال عدة عمليات إنمائية النباتية، بما في ذلك المرحلة الإنجابية من التلقيح للاخصاب وبداية الاثمار. بيد الاختلافات في النشا خلال التمايز زهرة ليست تماما معروفة، أساسا بسبب صعوبة تقدير محتوى النشا في هياكل primordia زهرة صغيرة خاصة. هنا، يمكننا وصف طريقة للتحديد الكمي للنشا في primordia المبيض من الكرز الحلو (خوخ بالمتفطره L.) باستخدام نظام تحليل صورة المرفقة بالمجهر، مما يسمح المتعلقة بالتغييرات في محتوى النشا مع المراحل المختلفة من السكون من الخريف إلى الربيع. لهذا الغرض، تتحدد حالة السكون من براعم الزهور بتقييم نمو برعم البراعم نقلت إلى ظروف خاضعة للرقابة في أوقات مختلفة في وقت الشتاء. للتحديد الكمي للنشا في primordia المبيض، براعم الزهور تسلسلياً جمعت وثابتة، وجزءاً لا يتجزأ من شمع البارافين، مقطوع وملطخة بانا2-كوالا لمبور (يوديد البوتاسيوم-اليود). لاحظ تحت المجهر الأعمال التحضيرية وتحليلها بواسطة محلل صورة وضوح يميز النشا من الخلفية. يتم الحصول على قيم محتوى النشا بقياس الكثافة الضوئية للصورة التي تناظر النشا الملون، النظر في مجموع الكثافة البصرية لكل بكسل كتقدير محتوى النشا إطار درس.
المعتدلة والجنيبات تتكيف مع المواسم بتحوير على النمو والتنمية. في حين أن تتطور خلال فصلي الربيع والصيف، أنها تتوقف عن النمو خلال فصل الخريف للانتقال الخاملة في فصل الشتاء1. تقشعر لها اﻷبدان على الرغم من السكون يسمح لهم بالبقاء على قيد الحياة في درجات الحرارة في فصل الشتاء منخفضة، شرط أساسي للبراعم سليم في الربيع2. آثار هامة من السكون في إنتاج فاكهة المناطق المعتدلة والغابات أدت إلى جهود متنوعة لتحديد وتوقع فترة السكون3. في أنواع أشجار الفاكهة، هي تجارب التجريبية تحويل البراعم إلى فرض شروط والتنبؤات الإحصائية استناداً إلى بيانات المزهرة النهج الحالية لتحديد التاريخ لكسر السكون، مما يسمح للباحثين لتقدير تقشعر لها اﻷبدان الاحتياجات لكل الأصناف المستنبطة. ومع ذلك، تظل كيفية تحديد حالة السكون استناداً إلى العمليات البيولوجية غير واضحة3.
الأزهار في أشجار فاكهة المناطق المعتدلة، مثل الكرز الحلو (خوخ بالمتفطره L.)، تحدث مرة واحدة في سنة، ويستمر عن أسبوعين. ومع ذلك، بدء الزهور التفريق ووضع حوالي 10 أشهر، وخلال الصيف الماضي4. زهرة primordia تتوقف عن النمو خلال فصل الخريف تظل نائمة داخل البراعم خلال فصل الشتاء. وفي هذه الفترة، يحتاج كل الأصناف المستنبطة تتراكم شرطا تقشعر لها اﻷبدان خاصة المزهرة السليم4. وعلى الرغم من عدم وجود تغييرات phenological في براعم خلال فصل الشتاء، زهرة primordia فسيولوجيا نشطة أثناء السكون وتراكم تقشعر لها اﻷبدان درجات الحرارة ارتبط مؤخرا مع دينامية تراكم النشا أو إنقاصها داخل خلايا primordium المبيض، تقدم نهجاً جديداً للسكون تصميم5. غير أن صغر حجم وموقع بريمورديوم المبيض يتطلب منهجية خاصة.
النشا من الكربوهيدرات مخزن كبير في أنواع النباتات الخشبية6. وهكذا، تم المتصلة بالتغيرات في النشا بالنشاط الفسيولوجية لانسجة الزهرة، التي تحتاج إلى الكربوهيدرات لدعم هذه التنمية7،8. أحداث رئيسية مختلفة أثناء عملية الإنجاب تتصل أيضا بالتغيرات في محتوى النشا في هياكل الأزهار مختلفة، مثل العضو الذكرى الانقسام الاختزالي9، نمو أنابيب اللقاح عن طريق التسميد نمط أو أوفولي10. تسمح التقنيات histochemical الكشف عن النشا في كل الأنسجة خاصة من بريمورديا زهرة أثناء السكون. ومع ذلك، يظل الصعوبة في التحديد الكمي لأن النشا للسماح في أعقاب النمط لتقليل تراكم على مر الزمن أو مقارنة النشا المحتوى بين الأنسجة، والأصناف، أو سنوات. وهذا نظراً لكمية ضئيلة من أنسجة للتقنيات التحليلية11. وكبديل لذلك، يسمح تحليل الصور المرتبطة بالفحص المجهري12 التحديد الكمي للنشا في عينات صغيرة جداً من الأنسجة النباتية13.
وقد استخدمت نهج الجمع بين التحليل المجهري والصورة التحديد الكمي لمحتوى مكونات مختلفة في الأنسجة النباتية، مثل كلوس14،15من microtubes، أو النشا16، بقياس حجم منطقة مصبوغ بخاصة البقع. للنشويات، فإنه يمكن بسهولة الكشف عن استخدام اليود في يوديد البوتاسيوم (أنا2كي) رد فعل17. هذا الأسلوب محددة للغاية؛ أنا2كي إينتيركالاتيس داخل بنية طبقية من الحبوب النشا وأشكال داكنة لون الأزرق أو البنى المحمر، اعتماداً على محتوى اميلوز النشاء18. أقسام ملطخة بانا2كي وصمة عار إظهار التباين كافية بين النشا والأنسجة الخلفية، مما يسمح الكشف عن نشأ لا لبس فيه والتقدير الكمي لاحقاً ب نظام تحليل الصورة19. على الرغم من أن هذه الصبغة غير المقايسة، تراكم اليود يتناسب مع طول جزيء النشا، التي يمكن أن تختلف الغاية17. وهكذا، حجم المنطقة الملون معبراً عنها بعدد البكسل قد لا تعكس بدقة محتوى النشا، حيث يمكن إيجاد فروق عالية في محتوى النشا بين الحقول باستخدام المناطق الملون من حجم مماثل. وكبديل لذلك، يمكن تقييم محتوى النشا بقياس الكثافة البصرية من الحبيبات الملون على الصور بالأبيض والأسود التي تم الحصول عليها من المجهر، كما أفيد في أنسجة مختلفة في المشمش8،13 , 19،20من اﻷفوكادو10،، و الزيتون21.
هنا، يمكننا وصف منهجية تجمع بين تصميم تجريبي من حالة السكون بالتحديد الكمي لمحتوى النشا في أنسجة المبيض بريمورديوم من الخريف إلى الربيع في الكرز الحلو، يوفر أداة جديدة للفهم والتنبؤ من السكون استناداً إلى دراسة الآليات البيولوجية المرتبطة بالسكون.
1. جمع مواد التصميم السكون والنبات
2-مصنع إعداد المواد لتحديد مقدار النشا
3-التحديد الكمي لمحتوى النشا
دراسات السكون يتطلب البت في هذه اللحظة عندما يتم الوفاء بمتطلبات تقشعر لها اﻷبدان. وعلى الرغم من عدم وجود تغييرات phenological خلال فصل الشتاء في ظل أوضاع ميدانية (الشكل 1A)، أشجار الكرز عدم استرداد قدرة النمو في ظروف مناسبة حتى تمر فترة زمنية معينة تحت درجات الحرارة المنخفضة. نقل منتظمة من يطلق النار على دائرة ظروف خاضعة للرقابة (الشكل 1B) خلال فصل الشتاء يسمح بتقييم حالة السكون من براعم الزهور. وكان يتم تقييم نمو برعم زهرة بقياس الزيادة في الوزن برعم. في حين، أثناء السكون، يمكن ملاحظة لا تغييرات بعد 10 أيام ظروف مناسبة (الشكل 1)، بعد أن تم التغلب على السكون، البراعم تضخمت وانفجر في غرفة النمو (الشكل 1). نتائج هذا التحليل يسمح بحالة السكون البراعم التي ستنشأ. بسبب درجات الحرارة المختلفة التي تحدث أثناء فصل الشتاء، تم التغلب على السكون في تواريخ مختلفة، اعتماداً على السنة. في حين، خلال السنة الأولى من الدراسة، حدث كسر السكون في كانون الثاني/يناير، قدمت السنة الثانية فصل شتاء أكثر اعتدالا؛ وهكذا، وقع الوفاء تقشعر لها اﻷبدان حوالي ثلاثة أسابيع بعد، في شباط/فبراير.
الكرز الحلو يحمل براعم الزهور في توتنهام، حيث مهدها قمي برعم الخضري وبراعم جانبية براعم الزهور (الشكل 1 ود 1). بدأت براعم غير متمايزة تفرق في الأزهار أو البراعم الخضري في نهاية فصل الصيف، وعندما أدخل السكون في فصل الشتاء، تبقى عدة زهرة primordia داخل المهد، المحمية بموجب جداول الخضراء عديدة وتغطيها (الميزان الخارجي البنى الرقم 1 و الشكل 2 أ). وأظهر التشريح برعم زهرة primordia زهرة صغيرة داخل (الشكل 2A). كل برعم زهرة الوارد واحد إلى خمسة زهرة فردية primordia (الشكل 2). على الرغم من صغر حجم كل زهرة بريمورديوم، جميع أجزاء زهرة تكون متباينة ويمكن تمييزها: في المدقة، في أنثيرس وتلات وكاسيه (الشكل 2). باستخدام تقنيات histochemical (الكحول: الخليك [3:1] التثبيت وشمع البارافين التضمين وتمزيقها مبضع وتلطيخ النشا المستندة إلى اليود) يسمح بتوزيع النشا داخل الزهرة بريمورديوم الأنسجة التي يتعين مراعاتها (الشكل 2D ).
وكان كمياً النشا في بريمورديوم المبيض في كل قسم. أربعة تدابير 1337 ميكرومتر2، في 40 x التكبير، مثل التخطيط العام للنشا في بريمورديوم المبيض الكرز الحلو (الشكل 3A). حبيبات النشا تم التمييز بوضوح بين الخلفية بعد2كي تلطيخ (الشكل 3B). وحدد نظام تحليل الصور، النشا بضبط لون الحدود الدنيا من الأحمر والأخضر والأزرق حتى لاحظ جميع الحبيبات النشا مشمولة بالصورة الثنائية التي تم إنشاؤها بواسطة النظام استناداً إلى معايير محددة بلون (الشكل 3). كانت قيم النشا المحتوى التي تم الحصول عليها نتيجة لقياس الكثافة الضوئية لكل بكسل تحت قناع على صورة أبيض وأسود (3D الشكل).
التحديد الكمي للنشا تكشف عن نمط ثابت من النشا الحيوية خلال فصل الشتاء (الشكل 4). كمية النشا في أوائل فصل الشتاء قدم باستمرار، قيمة كثافة ضوئية 40,000 أقل من3، بينما بلغ الحد الأقصى لمقدار قيمة تتراوح بين 120 و 140,000 في كل سنة. وفي حين تم التوصل إلى الحد الأقصى للقيمة في كانون الثاني/يناير خلال السنة الأولى (الشكل 4 أ)، أنه وقع في شباط/فبراير في السنة الثانية (الشكل 4 باء). وبمقارنة هذه النتائج مع البشرة من السكون، حدث الحد الأقصى لمقدار النشا في الوقت ذاته مع وفاء تقشعر لها اﻷبدان في كل سنة.
ويتطلب هذا النهج البت في وضع السكون (الشكل 5A) متزامنا مع التقدير الكمي النشا على أنسجة المبيض (الشكل 5B) بغية وضع إطار التغييرات في محتوى النشا فيما يتصل بالسكون.

رقم 1: الإعداد التجريبية لتحديد حالة السكون من براعم زهرة الكرز الحلو. فروع (A)، خلال فصل الشتاء، تظهر براعم نائمة مغلقة وتشملها جداول البنى الداكن. (ب) هذا الفريق يظهر يطلق النار على نقلها إلى دائرة النمو. في منتصف كانون الثاني/يناير، بعض الأصناف التي ظلت نائمة مع البراعم لا تزال مغلقة (السهم الأبيض)، بينما كان آخرون قادرة على النمو، تظهر براعم تضخمت (السهم الأسود). (ج) يظهر هذا الفريق تفصيل من تبادل لإطلاق النار مع براعم الزهور نائمة تقع جانبياً وبرعم الخضري واحد يقع في موقف قمي حفز. (د) هذا الفريق يبين تفصيل من تبادل لإطلاق النار مرة واحدة وتم التغلب على السكون بعد 10 أيام في قاعة المتزايد، يظهر تورم برعم. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 2: مصنع إعداد المواد لتحديد مقدار النشا. (أ) هذا الفريق يظهر مقطع مستعرضة برعم زهرة، عرض اثنين زهرة بريمورديا (fp) المحمية بموجب جداول عديدة (sc). (ب) ثلاثة زهرة بريمورديا (fp) جمع في برعم زهرة. (ج) يظهر هذا الفريق قسم مستعرضة من بريمورديوم زهرة، مع جميع جدلات متباينة: كاسية (جنوب شرق) وتلات (pe)، أنثيرس (an) والمدقة (pi). ويتميز بريمورديوم المبيض في قاعدة المدقة (السهم). (د) القسم الأوسط من بريمورديوم زهرة كان جمعها وثابتة في كانون الثاني/يناير وجزءاً لا يتجزأ من شمع البارافين ومقطوع وملطخة بانا2كي (بني غامق) للنشا. ويبين هذا الفريق primordium المبيض (السهم). أشرطة مقياس هي 500 ميكرومتر في لوحات A و B و 200 ميكرومتر في لوحات ج ود. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3: النشاء الكمي في الكرز الحلو المبيض بريمورديوم. (أ) هذا الفريق يظهر قسم الأوسط من بريمورديوم المبيض ملطخة بانا قيس2كي، عرض الإطارات الأربع الذي نشأ في المحتوى. (ب) هذا الفريق يوضح تفصيل بريمورديوم المبيض. حبيبات النشا ملطخة بالبنى الداكن. (ج) هذا الفريق يظهر صورة بسيودوكولور في النشا الذي يتوافق مع ظلال مختلفة من اللون الأزرق. (د) هذا الفريق يظهر قناع صورة ثنائية تغطي أنا النشا الملون كي2(أزرق) على الصورة الأصلية أبيض وأسود. يتم قياس الكثافة البصرية فقط في بكسل الصورة الأصلية المشمولة بالقناع. هي أشرطة مقياس 100 ميكرومتر في الفريق A و 20 ميكرومتر في لوحات ب - د. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 4: نتائج تمثيلية للتحديد الكمي النشا في الكرز الحلو المبيض primordia المجمعة شهريا من الخريف إلى الربيع خلال سنتين ظروف درجة الحرارة شتاء مختلف. (أ) هذا الفريق يظهر النتائج من سنة 2010-2011، الذي كان فصل شتاء بارد. وفاء تقشعر لها اﻷبدان (الثلج) وقع في كانون الثاني/يناير، متزامنا مع الحد الأقصى لمقدار النشا. (ب) هذا الفريق يوضح النتائج من سنة 2011-2012، الذي كان فصل شتاء معتدل. وفاء تقشعر لها اﻷبدان (الثلج) وقعت في شباط/فبراير، متزامنا مع الحد الأقصى لمقدار النشا. أن القيم هي ± يعني الخطأ المعياري للوسط. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الرقم 5: مخطط لتصميم تجريبي لتقييم حالة السكون براعم وتقدير كمية النشا في بريمورديا المبيض في الكرز الحلو. (أ) هذا الفريق يوضح مهام سير العمل لتحديد حالة السكون: إعداد المواد النباتية والعملية، والنتائج التي تم الحصول عليها. (ب) هذا الفريق يوضح مهام سير العمل لتحديد مقدار النشا: إعداد البراعم histochemical لملاحظة مجهرية من النشا وكشف تحليل الصورة من النشا والنشا التحديد الكمي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
نقدم منهجية لتقدير محتوى النشا في بريمورديا المبيض في الكرز الحلو (خوخ بالمتفطره L.) خلال فصل الشتاء السكون باستخدام نظام تحليل صورة جنبا إلى جنب مع تقنيات histochemical.
يشكر المؤلفون امتنان هيريرو ماريا وريفاس ايليسيو على المناقشة المفيدة والمشورة. هذا العمل كان يدعمها ص دي وزارة الاقتصاد كومبيتيتيفيداد-"الصندوق الأوروبي للتنمية الإقليمية"، الاتحاد الأوروبي منحة العدد [بس--2010--037992 واو هاء]؛ نعم المعهد الوطني لبحوث التكنولوجيا الزراعي y اليمنتيريا [منح أرقام RFP2015-00015-00، RTA2014-00085-00، RTA2017-00003-00]؛ والحكومة دي أراغون – "الصندوق الاجتماعي الأوروبي"، والاتحاد الأوروبي [Grupo تسبب A12-17R].
| مقياس الدقة | Sartorius | CP225D | |
| المجهر المجهري | Leica Microsystems | MZ-16 | |
| موقد تجفيف | Memmert | U15 | |
| محطة تضمين البارافين | Leica Microsystems | EG1140H | |
| الميكروتوم الدوار | Reichert-Jung | 1130 / شفرة Biocut | |
| Microtome | ريشة | S35 | الفولاذ المقاوم للصدأ |
| مجهر المجال الساطع | لايكا مايكسیستمز | DM2500 | |
| الكاميرا الرقمية | لايكا مايكروسيستمز | DC-300 | |
| نظام تحليل الصور | لايكا مايكروسيستمز | Quantiment Q550 |