Name: قياس المواصلة والمواصلة الهيدروليكية ليف الثغور وردودها على الإشعاع والجفاف باستخدام أسلوب التمويه التبخر (EFM) (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-31T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 11 s
Description: تعلم قياس المواصلة الهيدروليكية للأوراق والمواصلة الثغورية باستخدام أسلوب التمويه التبخري. تتيح هذه الطريقة تقييم استجابات النبات للإشعاع والجفاف بكفاءة عالية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ونحن ممتنون إلى أربعة المراجعين مجهول لتحسين مخطوطة، والمؤسسة الوطنية للعلوم (المنح IOS-0546784) للحصول على الدعم.

<ol><li>Tyree, M. T., Zimmermann, M. H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTyree%2C+MT+%22Xylem+Structure+and+the+Ascent+of+Sap%22">Xylem Structure and the Ascent of Sap</a>. , Springer. (2002).</li>
<li>Lawlor, D. W., Cornic, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photosynthetic+carbon+assimilation+and+associated+metabolism+in+relation+to+water+deficits+in+higher+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell+Environ%22%5BJournal%5D)">Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants.</a> Plant Cell Environ. 25, 275-294 (2002).</li>
<li>Sack, L., Holbrook, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaf+hydraulics%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">Leaf hydraulics.</a> Annual Review of Plant Biology. 57, 361-381 (2006).</li>
<li>Cochard, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Putative+role+of+aquaporins+in+variable+hydraulic+conductance+of+leaves+in+response+to+light%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Putative role of aquaporins in variable hydraulic conductance of leaves in response to light.</a> Plant Physiol. 143, 122-133 (2007).</li>
<li>Johnson, D. M., Meinzer, F. C., Woodruff, D. R., McCulloh, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaf+xylem+embolism%2C+detected+acoustically+and+by+cryo-SEM%2C+corresponds+to+decreases+in+leaf+hydraulic+conductance+in+four+evergreen+species%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell+Environ%22%5BJournal%5D)">Leaf xylem embolism, detected acoustically and by cryo-SEM, corresponds to decreases in leaf hydraulic conductance in four evergreen species.</a> Plant Cell Environ. 32, 828-836 (2009).</li>
<li>Cochard, H., Froux, F., Mayr, F. F. S., Coutand, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Xylem+wall+collapse+in+water-stressed+pine+needles%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Xylem wall collapse in water-stressed pine needles.</a> Plant Physiol. 134, 401-408 (2004).</li>
<li>Blackman, C. J., Brodribb, T. J., Jordan, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaf+hydraulic+vulnerability+is+related+to+conduit+dimensions+and+drought+resistance+across+a+diverse+range+of+woody+angiosperms%5BTitle%5D)+AND+%22New+Phytol%22%5BJournal%5D)">Leaf hydraulic vulnerability is related to conduit dimensions and drought resistance across a diverse range of woody angiosperms.</a> New Phytol. 188, 1113-1123 (2010).</li>
<li>Nardini, A., Salleo, S., Raimondo, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+leaf+hydraulic+conductance+correlate+with+leaf+vein+embolism+in+Cercis+siliquastrum+L%5BTitle%5D)+AND+%22Trees--+Structure+and+Function%22%5BJournal%5D)">Changes in leaf hydraulic conductance correlate with leaf vein embolism in Cercis siliquastrum L.</a> Trees-- Structure and Function. 17, 529-534 (2003).</li>
<li>Trifilo, P., Nardini, A., Lo Gullo, H. A., Salleo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vein+cavitation+and+stomatal+behaviour+of+sunflower+%28Helianthus+annuus%29+leaves+under+water+limitation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Plant%22%5BJournal%5D)">Vein cavitation and stomatal behaviour of sunflower (Helianthus annuus) leaves under water limitation.</a> Physiol. Plant. 119, 409-417 (2003).</li>
<li>Shatil-Cohen, A., Attia, Z., Moshelion, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bundle-sheath+cell+regulation+of+xylem-mesophyll+water+transport+via+aquaporins+under+drought+stress%3A+a+target+of+xylem-borne+ABA%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+J%22%5BJournal%5D)">Bundle-sheath cell regulation of xylem-mesophyll water transport via aquaporins under drought stress: a target of xylem-borne ABA.</a> Plant J. 67, 72-80 (2011).</li>
<li>Engelbrecht, B. M. J., Velez, V., Tyree, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydraulic+conductance+of+two+co-occuring+neotropical+understory+shrubs+with+different+habitat+preferences%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+For.+Sci%22%5BJournal%5D)">Hydraulic conductance of two co-occuring neotropical understory shrubs with different habitat preferences.</a> Ann. For. Sci. 57, 201-208 (2000).</li>
<li>Sheffield, J., Wood, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Projected+changes+in+drought+occurrence+under+future+global+warming+from+multi-model+multi-scenario%2C+IPCC+AR4+simulations%5BTitle%5D)+AND+%22Climate+Dynamics%22%5BJournal%5D)">Projected changes in drought occurrence under future global warming from multi-model multi-scenario, IPCC AR4 simulations.</a> Climate Dynamics. 31, 79-105 (2008).</li>
<li>Blackman, C. J., Brodribb, T. J., Jordan, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaf+hydraulic+vulnerability+influences+species%27+bioclimatic+limits+in+a+diverse+group+of+woody+angiosperms%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">Leaf hydraulic vulnerability influences species' bioclimatic limits in a diverse group of woody angiosperms.</a> Oecologia. 168, 1-10 (2012).</li>
<li>Scoffoni, C., McKown, A. D., Rawls, M., Sack, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+leaf+hydraulic+conductance+with+water+status%3A+quantification+and+analysis+of+species+differences+under+steady-state%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">Dynamics of leaf hydraulic conductance with water status: quantification and analysis of species differences under steady-state.</a> J. Exp. Bot. 63, 643-658 (2012).</li>
<li>Sack, L., Melcher, P. J., Zwieniecki, M. A., Holbrook, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hydraulic+conductance+of+the+angiosperm+leaf+lamina%3A+a+comparison+of+three+measurement+methods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">The hydraulic conductance of the angiosperm leaf lamina: a comparison of three measurement methods.</a> J. Exp. Bot. 53, 2177-2184 (2002).</li>
<li>Guyot, G., Scoffoni, C., Sack, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+impacts+of+irradiance+and+dehydration+on+leaf+hydraulic+conductance%3A+insights+into+vulnerability+and+stomatal+control%5BTitle%5D)+AND+%22Plant%2C+Cell+%26+Environment%22%5BJournal%5D)">Combined impacts of irradiance and dehydration on leaf hydraulic conductance: insights into vulnerability and stomatal control.</a> Plant, Cell & Environment. 35, 857-871 (2012).</li>
<li>Scoffoni, C., Pou, A., Aasamaa, K., Sack, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rapid+light+response+of+leaf+hydraulic+conductance%3A+new+evidence+from+two+experimental+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell+Environ%22%5BJournal%5D)">The rapid light response of leaf hydraulic conductance: new evidence from two experimental methods.</a> Plant Cell Environ. 31, 1803-1812 (2008).</li>
<li>Pasquet-Kok, J., Creese, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Turning+over+a+new+%22leaf%22%3A+multiple+functional+significances+of+leaves+versus+phyllodes+in+Hawaiian+Acacia+koa%5BTitle%5D)+AND+%22Plant%2C+Cell+%26+Environment%22%5BJournal%5D)">Turning over a new "leaf": multiple functional significances of leaves versus phyllodes in Hawaiian Acacia koa.</a> Plant, Cell & Environment. 33, 2084-2100 (2010).</li>
<li>Weast, R. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWeast%2C+RC+%22Handbook+of+Chemistry+and+Physics%22">Handbook of Chemistry and Physics</a>. , 54th, CRC Press. (1974).</li>
<li>Yang, S. D., Tyree, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydraulic+resistance+in+Acer+saccharum+shoots+and+its+influence+on+leaf+water+potential+and+transpiration%5BTitle%5D)+AND+%22Tree+Physiol%22%5BJournal%5D)">Hydraulic resistance in Acer saccharum shoots and its influence on leaf water potential and transpiration.</a> Tree Physiol. 12, 231-242 (1993).</li>
<li>Pearcy, R. W., Schulze, E. -D., Zimmermann, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPearcy%2C+RW+%22Plant+Physiological+Ecology%3A+Field+Methods+and+Instrumentation%22">Plant Physiological Ecology: Field Methods and Instrumentation</a>. Pearcy, R. W., Ehleringer, J. R., Mooney, H. A., Rundel, P. W. , Kluwer Academic. 137-160 (2000).</li>
<li>Buck, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+equations+for+computing+vapor-pressure+and+enhancement+factor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Meteorology%22%5BJournal%5D)">New equations for computing vapor-pressure and enhancement factor.</a> Journal of Applied Meteorology. 20, 1527-1532 (1981).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Biometry%22">Biometry</a>. Sokal, R. R., Rohlf, F. J. , 3rd, Freeman, W.H. (1995).</li>
<li>Scoffoni, C., Rawls, M., McKown, A., Cochard, H., Sack, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decline+of+leaf+hydraulic+conductance+with+dehydration%3A+relationship+to+leaf+size+and+venation+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Decline of leaf hydraulic conductance with dehydration: relationship to leaf size and venation architecture.</a> Plant Physiol. 156, 832-843 (2011).</li>
<li>Sack, L., Tyree, M. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSack%2C+L+%22Vascular+Transport+in+Plants%22">Vascular Transport in Plants</a>. Holbrook, N. M., Zweiniecki, M. A. , Elsevier/Academic Press. (2005).</li>
<li>Nardini, A., Tyree, M. T., Salleo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Xylem+cavitation+in+the+leaf+of+Prunus+laurocerasus+and+its+impact+on+leaf+hydraulics%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Xylem cavitation in the leaf of Prunus laurocerasus and its impact on leaf hydraulics.</a> Plant Physiol. 125, 1700-1709 (2001).</li>
<li>Brodribb, T. J., Holbrook, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stomatal+closure+during+leaf+dehydration%2C+correlation+with+other+leaf+physiological+traits%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Stomatal closure during leaf dehydration, correlation with other leaf physiological traits.</a> Plant Physiol. 132, 2166-2173 (2003).</li>
<li>Blackman, C. J., Brodribb, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two+measures+of+leaf+capacitance%3A+insights+into+the+water+transport+pathway+and+hydraulic+conductance+in+leaves%5BTitle%5D)+AND+%22Funct.+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Two measures of leaf capacitance: insights into the water transport pathway and hydraulic conductance in leaves.</a> Funct. Plant Biol. 38, 118-126 (2011).</li>
<li>Nardini, A., Raimondo, F., Lo Gullo, M. A., Salleo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leafminers+help+us+understand+leaf+hydraulic+design%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell+Environ%22%5BJournal%5D)">Leafminers help us understand leaf hydraulic design.</a> Plant Cell Environ. 33, 1091-1100 (2010).</li>
<li>Sheriff, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaporation+sites+and+distillation+in+leaves%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Bot%22%5BJournal%5D)">Evaporation sites and distillation in leaves.</a> Ann. Bot. 41, 1081-1082 (1977).</li>
<li>Canny, M. J., Huang, C. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaf+water+content+and+palisade+cell+size%5BTitle%5D)+AND+%22New+Phytol%22%5BJournal%5D)">Leaf water content and palisade cell size.</a> New Phytol. 170, 75-85 (2006).</li>
<li>Santiago, L. S., Mulkey, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+test+of+gas+exchange+measurements+on+excised+canopy+branches+of+ten+tropical+tree+species%5BTitle%5D)+AND+%22Photosynthetica%22%5BJournal%5D)">A test of gas exchange measurements on excised canopy branches of ten tropical tree species.</a> Photosynthetica. 41, 343-347 (2003).</li>
<li>Sack, L., Cowan, P. D., Jaikumar, N., Holbrook, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%27hydrology%27+of+leaves%3A+co-ordination+of+structure+and+function+in+temperate+woody+species%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell+Environ%22%5BJournal%5D)">The 'hydrology' of leaves: co-ordination of structure and function in temperate woody species.</a> Plant Cell Environ. 26, 1343-1356 (2003).</li>
</ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

طريقة التبخر تدفق المقدمة هنا يسمح سريع نسبيا (30 دقيقة) تحديد تصرف أوراق الهيدروليكية في المختبر مع قياس وقت واحد من تصرف الثغور. وهذه الآلية حتى الآن هو الأسلوب الأكثر تطابقا تتبع المسار الطبيعي للمياه في الأوراق، وبالنظر إلى أن يتبخر الماء في المجالات الجوية وينشر ورقة من الثغور 15. وهناك عدد من الطرق التجريبية لتحديد ورقة أخرى موجودة K 25، مع ثلاثة كونها شائعة بصورة خاصة. (1) في أسلوب ضغط تدفق عالية (HPFM)، يتم الضغط المياه من خلال ورقة تحت ضغط عال 15،26. ومع ذلك، لا يمكن الحصول على منحنيات الضعف مع هذا الأسلوب بسبب الضغوط الإيجابية تطبيق يجوز إعادة ملء الصمات وترطيب الأنسجة نسيج الورقة المتوسط. (2) في طريقة معالجة الجفاف حركية (RKM)، يتم حساب K رقة باستخدام القياس بين الأوراق المجففة الإماهة مع الفصلarging للمكثف في سلسلة مع المقاومات 27،28. هذا الأسلوب هو السريع، ولكن لا يتم إنتاج النظام بأكمله من مسارات transpirational الطبيعية في ورقة ولم يتم تعديلها بسهولة للسماح قياس الأوراق تأقلم لالإشعاعية العالية. (3) في الفراغ طريقة مضخة (VPM) يتم وضع ورقة في غرفة، في سويقات متصل بمصدر المياه على التوازن، في حين يتم تطبيقها من شدة الفراغات المختلفة لفقدان الماء من أوراق القيادة ورقة 15،26. هذه الطريقة يمكن أن يكون مضيعة للوقت. تم العثور على القياسات باستخدام كافة الأساليب الثلاثة لإعطاء نتائج متسقة 15،28،29، وبالتالي كثيرا ما يستخدم في هذه الآلية نظرا كونها مبنية على حركة المياه transpirational، وسرعة النسبية، وتعديله لقياس أوراق K في ظل ظروف مختلفة. جميع الطرق المعتادة المستخدمة لتحديد K رقة تنطوي على مستوى عدم اليقين في قياس لجنة التنسيق الإداريةurately القوة الدافعة الموافق النتح 25. في هذه الآلية، وتستخدم ورقة ΔΨ لحساب ورقة K أقل من القوة الدافعة الحقيقية، كما أنه يقوم على ورقة Ψ الأكبر بعد ورقة هو معايرتها لقنبلة الضغط. في هذه المرحلة، ورقة Ψ الأكبر لا تعبر بالضرورة عن والجهد المائي للخلايا في نهاية المسار الهيدروليكية، حيث يتبخر الماء، بل هو متوسط ​​الحجم المرجح للخلايا قليلة نسبيا من الجهد المائي المنخفض حيث المياه المتحركة وتبخر، وللخلايا أكثر عددا من احتمال ارتفاع المياه التي قد تكون معزولة عن تيار النتح. كم ورقة Ψ يختلف عن القوة الدافعة الحقيقية تعتمد بالتالي على المياه حيث يتم تبخير في ورقة. إذا تبخر الماء في جميع أنحاء ورقة، ورقة قد Ψ تكون قريبة من معظم القوة الدافعة الحقيقية، وإذا كان الماء يتبخر إلا من عدد قليل نسبيا من جells بالقرب من الثغور، قد ورقة Ψ معظم نقلل إلى حد كبير القوة الدافعة الحقيقية، أي إمكانات المياه من تلك الخلايا قد تكون في الواقع أقل من ذلك بكثير، وبالتالي الفعلية أوراق K ستكون أقل من ذلك مع تحديد هذه الآلية. وهكذا، فإن درجة أن ورقة K تحددها هذه الآلية تمثل ورقة K الحقيقي هو حساسية لمسارات تدفق المياه، والتي لا تزال غير مفهومة جيدا. في حين أن هذه الآلية توفر البيانات التي تتطابق مع تلك من الطرق الأخرى لقياس K رقة (انظر أعلاه)، وممتاز للاستخدام المقارنة، وإمكانية الاختلاف في الأنواع مسارات تدفق المياه من خلال نسيج الورقة المتوسط ​​يحتاج مزيد من التحقيق. في الواقع، حتى بالنسبة لنوع معين من الأوراق، قد تختلف هذه المسارات المياه في ظل ظروف مختلفة، على سبيل المثال، في إطار irradiances مختلفة وكميات الحرارة أو 4،30 من الوضع المائي مختلفة (نظرا انكماش الأنسجة) 31. مزيد من المعرفةوللمسارات نقل المياه تسمح بذلك ليتم استخدامها في حل هذه الآلية على آثار مسارات النقل على تغيير أوراق الشاملة الهيدروليكية. قياس تصرف الثغور في هذه الآلية لديها مزايا السماح تحديد الاستجابات للإشعاع والجفاف، وتوفير الاستجابات الملائمة ليالي غرام مع أوراق K. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقييم تأثير الجفاف أوراق السابقة تليها الإماهة على ليالي غرام مع هذا الأسلوب. ومع ذلك، هذا الأسلوب اثنين من السلبيات المحتملة. أولا، يتم قياس هذا ز ق على ورقة رفعه، وليس على محطة سليمة، والثانية، ويستند تحديد تصرف على الثغور قياس المناخ على مسافة من ورقة، بدلا من إغلاق للأوراق كما هو الحال في غرفة porometer ، على الرغم من التهوية ورقة مع مروحة equilibrates سطح ورقة مع الهواء المحيط. بالنسبة لبعض الأنواع، رفعهقد تظهر ردود الثغور أوراق مختلفة من ليترك على محطة سليمة 16،32. ومع ذلك، لعدة أنواع تقدر ز ق باستخدام هذه الآلية كانت مماثلة لقياس القيم على النباتات سليمة مع porometer للأوراق نبات Ψ في منتصف اليوم 16 (الشكل 2). يمكن تطبيق هذه الآلية الفسيولوجية على بصيرة، أي التحقيق في ديناميات أوراق K، الأساس في بناء والتشريح، وردودها على العوامل البيئية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام طريقة لمقارنة النباتات من الأنواع نظرا نمت في ظل ظروف مختلفة، أو من مختلف الأعمار، أو لمقارنة أنواع مختلفة من النباتات تتكيف مع البيئات المختلفة. عن طريق بناء منحنيات الضعف ورقة، يمكن للمرء الحصول على معلومات حول آليات التحمل الأنواع للجفاف. خلال الجفاف، وقد ثبت التجويف وانهيار الخلية تحدث في الخشب ورقة من بعض<html> يمكن الأنواع، وانكماش الخلايا في نسيج الورقة المتوسط ​​خلال الجفاف يؤثر أيضا حركة المياه (تم استعراضها في 14). وستكون هناك حاجة إلى دراسات مستقبلية تحديد الأهمية النسبية لكل من هذه العمليات في القيادة تراجع رقة وإغلاق الثغور K. الإشعاع هو أيضا عامل قوي التأثير K الأوراق وتناسب هذه الآلية عاليا للقياسات الإشعاعية في إطار عالية. يجب الاستجابة المشتركة للaquaporins لالإشعاعية والجفاف كسب الكثير من الاهتمام. الإشعاع مرتفع يؤدي إلى زيادة التعبير و / أو تفعيل aquaporins التي تسمح أسرع تدفق المياه من خلال الخلايا الحية، وزيادة K ورقة، في حين يؤدي الجفاف إلى انخفاض التعبير و / أو إلغاء activatation من aquaporins، والحد من أوراق K. الآثار مجتمعة في الإشعاعية وإمدادات المياه على أوراق K تتطلب مزيدا من التحقيق 4،10،16،33. خيمة &quot;&gt; وعلاوة على ذلك، عبر الأنواع، كانت K أوراق وتعرضها المتعلقة توزيعات الأنواع فيما يتعلق إمدادات المياه وغيرها من الموارد ضوء 3،13،24. الأنواع من المناطق الجافة تميل إلى إظهار مقاومة أكبر للانخفاض الهيدروليكية، التي تواجه أكثر سلبية إمكانات ماء التربة، من خلال الحفاظ على ورقة K عالية في أكثر إمكانات المياه السلبية، فإنها يمكن أن الحفاظ على ارتفاع ز ق ومواصلة التقاط CO 2 لعملية التمثيل الضوئي 13،14. وهكذا، فإن دراسة خصائص الهيدروليكية ورقة يقدم أفكارا على مستوى الخلية، ورقة، وكلها النباتية وردودها على البيئة، ومن المرجح أن تسفر عن العديد من الاكتشافات الجديدة الهامة على جميع المستويات.

قياس المواصلة والمواصلة الهيدروليكية ليف الثغور وردودها على الإشعاع والجفاف باستخدام أسلوب التمويه التبخر (efm)

Measurement of Leaf Hydraulic Conductance and Stomatal Conductance and Their Responses to Irradiance and Dehydration Using the Evaporative Flux Method (EFM)

الماء هو المورد الرئيسي، ونقل المياه مصنع نظام يضع حدودا على النمو الأقصى وتحمل الجفاف. عندما فتح الثغور النباتات من أجل التوصل إلى تصرف عالية الثغور (ز ق) لالتقاط CO 2 لعملية التمثيل الضوئي، يتم فقدان المياه عن طريق النتح 1،2. يتم استبدال الماء يتبخر من أجوائها من جدران الخلايا، في المقابل سحب المياه من الخشب من الأوردة ورقة، في الرسم بدوره من الخشب في السيقان والجذور. كما يتم سحبها المياه من خلال النظام، فإنه يواجه مقاومة الهيدروليكية، وخلق التوتر في جميع أنحاء منظومة المياه ورقة منخفضة المحتملة (Ψ رقة). ورقة نفسها هي عنق الزجاجة في نظام المصنع كله، وهو ما يمثل 30٪ على متوسط ​​مقاومة النبات الهيدروليكية 3. تصرف أوراق الهيدروليكية (K = رقة المقاومة الهيدروليكية 1 / نبات) هي نسبة الماء إلى معدل التدفق التدرج المياه المحتملة في ورقة، ويلخصسلوك نظام معقد: تنساب المياه في سويقات ومن خلال عدة أوامر من مخارج، وعروق في غمد ويمر عبر حزمة أو حول الخلايا نسيج الورقة المتوسط ​​قبل تبخر في المجال الجوي ويجري تبين من أوراق الثغور K هو من مصلحة قوية باعتبارها الفسيولوجية سمة مهمة لمقارنة الأنواع وقياس فعالية هيكل الورقة وعلم وظائف الأعضاء لوسائل النقل المائي، ومتغير رئيسي للتحقيق لعلاقته الاختلاف في بنية (على سبيل المثال، في مجال العمارة تعرق ورقة) وتأثيراته على تبادل الغازات الضوئي. مزيد من أوراق K يستجيب بقوة للبيئة الداخلية والخارجية ورقة 3. K رقة يمكن أن تزيد بشكل كبير مع الإشعاعية على ما يبدو نتيجة للتغيرات في التعبير وتفعيل aquaporins، والبروتينات المشاركة في نقل المياه من خلال الأغشية 4، ورقة رفض بشدة K خلال الدكتوريجب، وذلك بسبب التجويف و / أو انهيار قنوات الخشب، و / أو فقدان النفاذية في الأنسجة خارج الخشب بسبب انكماش نسيج الورقة المتوسط ​​وحزمة خلية غمد أو التعطيل aquaporin 5-10. لأن ورقة يمكن أن تقيد K ز ق ومعدل التمثيل الضوئي عبر الأنواع في ظروف الماء جيدا وخلال الجفاف، والحد بالتالي أداء كامل النبات قد تقرر هذه الأنواع ربما توزيعات خاصة في حالات الجفاف زيادة تواتر وشدة 11-14. نقدم طريقة بسيطة لتحديد وقت واحد من ورقة K و S ز على أوراق رفعه. تم توصيل أوراق الرشح من سويقات لتشغيل أنابيب المياه إلى مصدر على التوازن. يتم تسجيل فقدان الماء من رصيد لحساب معدل تدفق من خلال ورقة. عندما يتم التوصل ثابت النتح الدولة (E، ملمول • • ق م -2 -1)، ز <subيتم تحديد&gt; S بقسمة من عجز ضغط البخار، ورقة K بقسمة القوة الدافعة التي تحدد استخدام المياه المحتملة غرفة الضغط (K = E ورقة / - Δψ ورقة، ميغاباسكال) 15. ويمكن استخدام هذه الطريقة لتقييم الاستجابات لأوراق K irradiances مختلفة وضعف أوراق K الى الجفاف 14،16،17.

نحن تصف طريقة سريعة نسبيا (30 دقيقة) واقعية لقياس وقت واحد من تصرف الهيدروليكية ورقة (<em&gt; K</em<sub&gt; أوراق</sub&gt;) وتصرف الثغور (<em&gt; ز</em<sub&gt; S</sub&gt;) لرفعه أوراق الرشح. يمكن تعديل طريقة لقياس استجابات الخفيفة وجفاف<em&gt; K</em<sub&gt; أوراق</sub&gt; و<em&gt; ز</em<sub&gt; S</sub&gt;.

قياس المواصلة والمواصلة الهيدروليكية ليف الثغور وردودها على الإشعاع والجفاف باستخدام أسلوب التمويه التبخر (EFM)

يُعد الماء مورداً أساسياً، ويضع نظام نقل الماء في النبات حدوداً للنمو الأقصى والقدرة على تحمل الجفاف. وعندما تفتح النباتات ثغورها لـ...

الهدف العام من التجربة التالية هو قياس كفاءة نقل المياه عبر الورقة، والمعروفة أيضاً باسم الموصلية الهيدروليكية للورقة K leaf. تسمح هذه الطريقة بالتحديد المتزامن للموصلية الثغرية للورقة عند مستوى معروف من حالة الترطيب والإشعاع. وتُعد K leaf محدداً هاماً لمعدلات استخدام النبات للمياه، ومعدل التمثيل الضوئي، والنمو، والتكيف البيئي.يعتمد هذا القياس على نموات ساق مقطوعة مكونة من ثلاث أوراق، يتم تجفيفها إلى جهد مائي معين للورقة، والذي سيتم قياسه في ورقتين من النموات باستخدام غرفة الضغط كخطوة ثانية. أما الورقة الثالثة المتبقية، فسيتم قياس K leaf الخاصة بها باستخدام طريقة التدفق التبخيري تحت إشعاع معين أولاً لتحديد معدل التدفق عبر الورقة. بعد ذلك، وبمجرد الوصول إلى حالة التدفق المستقر، يتم تسجيل معدل التدفق ووضع الورقة في غرفة الضغط لتحديد القوة الدافعة للجهد المائي المقابلة لمعدل التدفق هذا.سيمكننا ذلك من حساب kle عن طريق قسمة معدل التدفق على القوة الدافعة لجهد الماء. ويمكن الحصول على الموصلية الثغرية S عن طريق قسمة معدل التدفق على فرق ضغط البخار بين الورقة والهواء. وبالقرب من الورقة، تم الحصول على نتائج تظهر أن انخفاض الموصلية الهيدروليكية للورقة والموصلية الجسدية S مع جهد الماء يعتمد على الإشعاع ويختلف باختلاف الأنواع، وهو ما له آثار هامة على الفسيولوجيا، وأداء النبات ككل، وعلم البيئة.تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الأخرى لقياس هيدروليكا الأوراق، مثل مقياس التدفق عالي الضغط، أو طريقة حركية إعادة الترطيب، أو طريقة مضخة التفريغ، في أن حركة الماء عبر الورقة تتبع المسارات الطبيعية للنتح. يمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة جوهرية في مجالات فيزيولوجيا النبات وعلم البيئة، مثل كيفية تصميم الأوراق للسماح بأداء نباتي أمثل في بيئات معينة، ومدى حساسية الأنواع للتغيرات البيئية مثل الجفاف. يتم جمع النموات في المساء أو الليل ووضعها في كيس بلاستيكي داكن مملوء بمناشف ورقية مبللة.بعد ذلك، وفي المختبر، قم بإعادة قص عقدتين على الأقل من نهاية كل فرع تحت الماء، وأعد ترطيبها طوال الليل في ماء نقي، أو في محلول آخر سيُستخدم لقياسات kle. اقطع الورقة من الفرع باستخدام شفرة حلاقة جديدة تحت تدفق محلول منزوع الغاز جزئياً. ثم لف البارافيلم الممدد مسبقاً حول البتلة لضمان إحكام الغلق بين البتلة والأنابيب.بعد تفريغ الفقاعات وفتح الصمام في النظام، قم بتوصيل الورقة بأنبوب سيليكون تحت ماء عالي النقاء لمنع دخول الهواء إلى النظام. وعندما يتم رفع الورقة فوق مصدر الماء، يصبح الماء الموجود داخل الأنبوب تحت ضغط أقل من الضغط الجوي. فإذا لم يتم سحب الهواء إلى داخل الأنبوب، فهذا يعني أن الإحكام جيد.بدلاً من ذلك، يمكن استخدام وصلة ضغط ذات حشية مطاطية للبتلات ذات الأشكال المعقدة للغاية أو لشفرات العشب، والتي يمكن لفها حول قضيب بلاستيكي وإحكام إغلاقها باستخدام وصلة الضغط. لاحظ أن الأنبوب الممتد من الورقة يمر عبر حقنة ذات صمام إيقاف إلى مخبار مدرج موضوع على ميزان يسجل البيانات كل 30 ثانية على جهاز كمبيوتر لحساب معدل التدفق عبر سطح الورقة، وتُثبت الأوراق بسطحها المحوري للأعلى في إطارات خشبية باستخدام خيط صيد، ثم يوضع الإطار والورقة فوق مروحة صندوق كبيرة وتحت مصدر ضوئي يوفر إشعاعاً نشطاً ضوئياً، مع وضع الأوراق أعلى قليلاً من مستوى السطح المقعر في المخبار المدرج. ونظراً لوضع الورقة فوق الماء في المخبار المدرج، فإن أي امتصاص داخل الورقة يكون مدفوعاً بعملية النتح.لاحظ وجود حاويات صغيرة مملوءة بمناشف ورقية مبللة داخل غرفة الميزان لضمان تشبع الهواء في الميزان بالماء. وقبل وضع الورقة، وللتحقق من عدم تسرب أي تبخر من مصدر الماء إلى الغلاف الجوي داخل الميزان، أوقف التدفق باستخدام صمام إيقاف رباعي الاتجاهات في الأنابيب، وتحقق من أن كتلة أسطوانة الماء على الميزان لا تنخفض. ستقوم حاوية Pyrex شفافة موضوعة فوق الورقة بامتصاص حرارة المصباح. حافظ على درجة حرارة الورقة بين 23 و 28 درجة Celsius طوال التجربة عن طريق إضافة الماء البارد إلى حاوية Pyrex.اترك الورقة تقوم بعملية النتح في النظام لمدة 30 دقيقة على الأقل، ثم استمر حتى يستقر معدل التدفق مع إجراء خمس قياسات على الأقل عند فترات تدفق كل 32 ثانية، وتأكد من أن معامل التباين أقل من 5%. من الضروري أن يصل معدل التدفق إلى حالة الاستقرار؛ لأن هذه الطريقة تفترض تدفقًا مستقرًا، لذا يجب استبعاد أي قياسات إذا تغير معدل التدفق في الورقة. قد يكون ذلك بسبب انغلاق الأوعية في الساق، أو تسرب في مانع التسرب، أو انسداد في النظام بسبب الجزيئات أو فقاعات الهواء.عندما تصل الورقة إلى الحالة المستقرة، ابدأ بتسجيل درجة حرارة الورقة باستخدام مزدوجة حرارية. قم بإزالة الورقة بسرعة من سدادة الأنابيب، وجفف الساق، ثم ضع الورقة في كيس قابل للإغلاق سبق الزفير فيه لوقف عملية النتح، ثم ضع الكيس داخل كيس ثانٍ. اترك الورقة حتى تتقارب حرارتها داخل الكيس لمدة 20 دقيقة على الأقل.احسب متوسط آخر 10 قياسات لمعدل التدفق. ثم قم بقياس الجهد المائي النهائي للورقة باستخدام غرفة الضغط. وأيضاً، قم بقياس مساحة الورقة.قم الآن بحساب الموصلية الهيدروليكية للورقة وقم بتنميطها وفقاً لمساحة الورقة لتصحيح التغيرات الناتجة عن درجة الحرارة، واعتماد لزوجة الماء. قم بتوحيد قيم K leaf عند 25 درجة Celsius باستخدام عجز ضغط البخار من محطة الرصد الجوي. حدد الموصلية الثغرية كما هو مفصل في النص المرفق.اجمع النموات في المساء أو ليلاً وضعها في كيس بلاستيكي معتم مملوء بمناشف ورقية مبللة. بعد ذلك، وفي المختبر، قم بقص عقدتين على الأقل من نهاية كل نمو تحت الماء، ثم اتركها لترتوي طوال الليل في ماء نقي أو في محلول آخر مخصص لقياسات K في الأوراق.بالنسبة لعمليات النقع الليلي وإعادة الترطيب والقياس، نوصي باستخدام الماء ما لم يكن الهدف هو استقصاء تأثيرات المحاليل المختلفة كعامل متغير. تحت الماء شديد النقاء، يتم قطع السيقان إلى قطع تحتوي على ثلاث أوراق على الأقل. ثم باستخدام مروحة، تُجفف السيقان لفترات زمنية مختلفة.للحصول على مجموعة من قيم الجهد المائي للأوراق، قم بالزفير داخل أكياس قابلة للإغلاق وضعها حول كل ورقة من أوراق الساق. ثم غطِّ الساق بأكملها بكيس كبير قابل للإغلاق، مع إضافة مناشف ورقية مبللة، واتركها لتصل إلى حالة التوازن لمدة 30 دقيقة على الأقل. بعد ذلك، قم باقتطاع الورقة العلوية والسفلية.قم بقياس الجهد المائي الأولي للورقة باستخدام غرفة الضغط. تخلص من النموات الخضرية. إذا كان الفرق في الجهد المائي للورقتين أكبر من 0.1 mke، فبالنسبة للأوراق شديدة الجفاف، يمكن توسيع هذا النطاق إلى 0.3 mega Pro. انتقل إلى الورقة الثالثة لتحديد الجهد المائي للورقة وموصلية الثغور.بناءً على طريقة التدفق التبخيري الموصوفة سابقاً، قم بإنشاء منحنيات الضعف الهيدروليكي وكذلك رسم بياني لتناقص الموصلية الثغرية. واستجابةً لجفاف الأوراق، نوصي بالحصول على ست قيم K leaf على الأقل لكل فاصل 0.5 megapascal من الجهد المائي للأوراق. ويمكن تقليل هذا الفاصل إلى 0.25 megapascal بالنسبة للأنواع الحساسة للجفاف.بعد ذلك، قم بإجراء اختبار ديكسون للقيم المتطرفة (Dixon Outlier test) لإزالة القيم الشاذة من منحنى الضعف. ونظراً لأن الأنواع تختلف في استجاباتها للجفاف، فقد تتناسب دوال مختلفة مع كل نوع، لذا اختر نموذج الاحتمال الأقصى. نوصي بملاءمة أربع دوال على الأقل من تلك المستخدمة سابقاً في الدراسات السابقة. يتناقص الموصل الهيدروليكي للأوراق مع D بقوة كبيرة عبر الأنواع المختلفة.تحت تأثير الإشعاع العالي، تعاني الأنواع الحساسة للجفاف من انخفاض أقوى في الموصلية الهيدروليكية عند كمونات مائية أقل سلبية مقارنة بالأنواع الأكثر تحملاً للجفاف. كان الكمون المائي عند فقدان 80% من الموصلية الهيدروليكية لنبات *Helianthus annuus* أقل سلبية بمقدار 3 MPa من الكمون المائي لنبات *Heterotheca* أو *Beaufolia* الأصلي في أحراش كاليفورنيا (Chaparral). ومن المثير للاهتمام أن *Heterotheca beautifolia* استجاب بشكل خطي للانخفاض في الكمون المائي.بينما أظهر Heus Annuus انخفاضاً غير خطي. وهنا، استجابت كل من الموصلية الثغرية والموصلية الهيدروليكية للأوراق بشكل كبير للإشعاع الضوئي. وبالنسبة لـ opus indica، انخفضت الموصلية الثغرية بقوة مع الجفاف في الأوراق التي قيست تحت إشعاع ضوئي عالٍ، وكذلك تحت ظروف إضاءة المختبر التي تحاكي ظروف الأوراق المضاءة جيداً في النباتات السليمة.في منتصف النهار، تشير بيانات EFM إلى أن الأوراق الموضوعة تحت إشعاع عالٍ والمجففة حتىما يصل جهد الماء في الورقة إلى نفس القيمة، تظهر موصلية مشابهة للأوراق المقاسة على نباتات سليمة، مع ملاحظة وجود بارامتر في الأوراق جيدة الري، حيث تظهر الموصلية الهيدروليكية استجابة ضوئية أقوى من موصلية الثغور عند أقصى درجات الري. وكانت الموصلية الهيدروليكية للورقة أعلى بأربعة أضعاف في الأوراق المعرضة لإشعاع عالٍ مقارنة بالإشعاع المنخفض، وتحت تأثير الإشعاع العالي، انخفضت الموصلية الهيدروليكية للورقة بشكل أكثر حدة مع التجفيف. وكان جهد الماء عند فقدان 80% من الموصلية الهيدروليكية أقل سلبية بمقدار 0.93 megapascals تحت الإشعاع العالي مقارنة بالإشعاع المنخفض.بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن تكون لديك معرفة جيدة بكيفية قياس الموصلية الهيدروليكية القصوى للورقة والموصلية المعدنية للساق، وكيفية إنشاء منحنيات التنقل القاتلة. وبمجرد إتقان استخدام EFM، يمكن تنفيذ هذه التقنية بشكل صحيح في أقل من ساعة واحدة لكل ورقة. تذكر الحفاظ على محلول التدفق نظيفاً جداً وتجنب وجود أي فقاعات هوائية.قم أيضاً بتنظيف النظام مرة واحدة على الأقل أسبوعياً، عن طريق شطف النظام بأكمله بما في ذلك الأنابيب والحاويات بمحلول مبيض بتركيز 10% لمدة 20 دقيقة، ثم الشطف والملء بمحلول التدفق المشبع بالغاز. تتيح هذه التقنية لعلماء فسيولوجيا النبات استكشاف كيف ولماذا تختلف الأنواع في الموصلية الهيدروليكية للأوراق واستجاباتها للبيئة لمجموعة واسعة من الأنواع النباتية.

measurement-leaf-hydraulic-conductance-stomatal-conductance-their

Research

JoVE Journal

Biology

علم الأحياء

قمنا بتطوير بروتوكول بسيطة وقابلة للتكرار للوصول إلى استجابة فوهي للبكتيريا حية. هذا الأسلوب يقلل من اصابة والتلاعب في أوراق بالمقارنة مع استخدام قشور البشرة ذكرت سابقا.

تقييم الاستجابة للعيش فوهي الخلايا البكتيرية باستخدام التصوير الجامعة ليف

تجديد السطح هو طريقة للأرصاد الجوية الدقيقة يتم استخدامها بشكل متزايد لتحديد تدفقات الطاقة ، لكن تعقيدها التقني يجعلها غير متاحة لجمهور واسع. نصف الخطوات اللازمة لإنشاء ومعايرة محطة ميدانية لتجديد السطح ، للحصول على البيانات ومعالجتها ، وتفسير النتائج بشكل صحيح.

تجديد السطح: طريقة متقدمة للأرصاد الجوية الدقيقة لقياس ومعالجة بيانات كثافة تدفق الطاقة على نطاق المجال

كشف كيفية ارتباط علم وظائف الأعضاء ومورفولوجية يسمح لفهم أعمق لعمل الآلية من أوراق النبات. نقدم على حد سواء الداخلي لاشتقاق معايير التنظيم الثغور من القياسات تصرف الثغور والعلاقات المتبادلة مع الصفات ورقة الوظيفية التقليدية.

فيما الثغور المواصلة إلى ورقة الصفات الوظيفية

تم تطوير طريقة لتحديد السعة الحرارية المحددة والتوصيل الحراري لأنسجة الأوراق عن طريق التحقيق بالليزر بالأشعة تحت الحمراء القريبة غير الغازية والخالية من التلامس ، والتي تتطلب أقل من 1 دقيقة لكل عينة.

والليزر السريع جس الطريقة يسهل تحديد غير الغازية وخالية الاتصال من الخواص الحرارية ورقة

نحن نصف نهج تقني جديد لدراسة الاستجابات التركيبية الضوئية في  النباتات العليا التي تنطوي على قياسات متزامنة من الكلوروفيل الفلورة وانعكاس ورقة باستخدام PAM ومقياس إشعاعي طيفي للكشف عن إشارات من نفس منطقة الورق في أرابيدوبوبس.

تقييم السلوكيات التركيبية الضوئية من خلال القياسات المتزامنة لانعكاس الأوراق وتحليلات الفلورة الكلوروفيل

نحن نقدم طريقة لتحديد المغيرات من نتح الأوراق من خلال فحص واسع النطاق لمكتبة مركبة.

تحديد المنظمين رواية نتح النبات من خلال فحص التصوير الحراري على نطاق واسع في Helianthus Annuus

نقدم هنا طريقة بسيطة للمراقبة المباشرة والقياس الآلي لاستجابات الثغور للغزو البكتيري في Arabidopsis thaliana. تستفيد هذه الطريقة من جهاز تصوير الفم المحمول ، جنبا إلى جنب مع خط أنابيب تحليل الصور المصمم لصور الأوراق التي يلتقطها الجهاز.

الملاحظة المباشرة والقياس الآلي لاستجابات الثغور لحقنة الزائفة الكهروضوئية. طماطم DC3000 في أرابيدوبسيس تاليانا

لقد صممنا بروتوكول التنميط الظاهري القائم على الصور لتحديد الاستجابات المورفولوجية والفسيولوجية للحرارة الفردية والمشتركة والجفاف وعلاجات التشبع بالمياه. مكن هذا النهج من تحديد الاستجابات المبكرة والمتأخرة والتعافي على مستوى المصنع بأكمله ، وخاصة الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض ، وسلط الضوء على ضرورة استخدام مستشعرات تصوير متعددة.

التنميط الظاهري القائم على الصور عالي الإنتاجية لتحديد الاستجابات المورفولوجية والفسيولوجية للإجهادات المفردة والمركبة في البطاطس

تعرض هذه المقالة تجربة تبخر بسيطة باستخدام أداة خاصية هيدروليكية لعينة من التربة. من خلال الوسائل الفعالة ، يمكن إجراء القياسات على مدار سلسلة من الأيام لإنشاء بيانات عالية الجودة.

قياسات إمكانات مياه التربة والتوصيلية بناء على تجربة تبخر بسيطة باستخدام محلل الخصائص الهيدروليكية

يوصف التنميط النظائر مستقرة التحليل اللوني للغاز الكتلة الطيفي لتدفق الاستقلابية المتوسطة في الديدان...

النظائر مستقرة من التنميط التمويه الاستقلابية المتوسطة في مرحلة تطوير والكبار انواع معينة ايليجانس</em

تعلم قياس المواصلة الهيدروليكية للأوراق والمواصلة الثغورية باستخدام أسلوب التمويه التبخري. تتيح هذه الطريقة تقييم استجابات النبات للإشعاع والجفاف بكفاءة عالية.

قياس المواصلة والمواصلة الهيدروليكية ليف الثغور وردودها على الإشعاع والجفاف باستخدام أسلوب التمويه التبخر (EFM)

استكشف المزيد من الفيديوهات