أكتوبر 12, 2015
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.
الهدف العام من هذا الإجراء هو ربط الخصائص الفسيولوجية البيئية بالخصائص المورفولوجية للأوراق لفهم عمل النظام البيئي بشكل أفضل في المجتمعات النباتية المتنوعة. يتم تحقيق ذلك عن طريق قياس توصيل الفغرة أولا في الدورات اليومية ، ثم استخراج المعلمات ذات الصلة التي تصف التحكم في الفغرة في الأنواع المختلفة. الخطوة الثانية هي قياس حجم الفغرة وكثافتها باستخدام المجهر.
بعد ذلك ، يتم تقييم سمات وريد الأوراق. تتمثل الخطوة الأخيرة في ربط السمات المورفولوجية والتشريحية بالخصائص الفسيولوجية البيئية للأنواع النباتية. يتيح ذلك فهما ميكانيكيا أعمق لأوراق النبات كما هو موضح هنا على سبيل المثال للإغلاق الجسدي ، عندما يصبح الهواء أكثر جفافا لأنواع مختلفة ذات سمات أوراق مختلفة.
الفكرة العامة لدراستنا هي استخدام سمات الأوراق القابلة للقياس بسهولة كوكلاء لوظائف النبات الرئيسية التي تتطلب جهدا كبيرا إذا تم قياسها مباشرة. الهدف الرئيسي من هذا البروتوكول هو ربط العديد من سمات الأوراق التي تم تقييمها في الوادي ببعض اللوائح ، وهو جانب رئيسي في استراتيجية النبات لتحقيق التوازن بين استخدام المياه ونموها ، ويمكن أن تساعد الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال أبحاث التنوع البيولوجي الوظيفي حول كيفية مساهمة العمليات الفسيولوجية البيئية للأنواع المختلفة في مجتمع الأشجار المتنوع في عمل النظام البيئي. اختر أوراق الأنواع والأفراد المختلفين وفقا لنمط قابل للتكرار.
على سبيل المثال ، اختر الأوراق التي لها نفس الارتفاع ، ونفس التعرض ، ونفس الموضع داخل النبات إن أمكن ، فقط من نفس العقدة ومن فئة واحدة فقط مثل الشمس أو الظل. ورق. قم فقط بقياس الأوراق في حالة صحية ومتطورة بالكامل. ضع علامة على الأوراق على الأفراد للتأكد من إجراء القياسات المتكررة على نفس الورقة.
باستخدام معلمة الحالة المستقرة ، استعد لقياسات التوصيل الثابت فقط على سطح الورقة مع تجنب الضلع الأوسط وعروق الأوراق القوية. ابدأ القياسات في الصباح الباكر قبل شروق الشمس. أخذ خمسة إلى 10 قياسات متكررة حتى تظهر قيم توصيل الفغرة انخفاضا واضحا عند الظهر.
سيوفر مسار يومي للقياسات بيانات جيدة لتحليل العلاقات بين عجز ضغط البخار والتوصيل المعدني STO. مع كل قياس توصيل dooma ، سجل درجة الحرارة والرطوبة النسبية ، ويفضل أن يكون ذلك باستخدام أجهزة تسجيل الأشجار المحمولة لقياس الظروف مباشرة في حوزة نفس الورقة. استخدم صيغة August Roche Magnus لحساب عجز ضغط البخار.
الآن ، ارسم الأنواع الحكيمة ، جميع بيانات التوصيل الفغري ضد عجز ضغط البخار. الجمع بين جميع الدورات اليومية للأوراق الفردية في تحليل واحد لكل نوع. استخرج القيمة القصوى التي لوحظت من بيانات التوصيل الفغري من خلال البحث عن القيمة القصوى لقياس النموذج.
للمقارنة الحكيمة للأنواع. قسم القيم المرصودة من خلال القيمة القصوى التي لوحظت لهذا النوع. لكل نوع ، قم بتراجع منطق التوصيل الفغري لعجز ضغط البخار ، والمصطلح التربيعي لعجز ضغط البخار باستخدام نموذج خطي معمم مع توزيع خطأ ذي حدين.
بعد ذلك ، استخرج معلمة تنظيم stoate لكل نوع عن طريق حساب الحد الأقصى المطلق للتوصيل النموذجي أو قيم GS القصوى. للقيام بذلك ، احسب عجز ضغط البخار عند الحد الأقصى للتوصيل الفغري عن طريق ضبط المشتق الأول لهذا المنحنى على الصفر ، مما يعطي ملاءمة VPD GS MAX تساوي سالب B على اثنين. يتناسب إدراج VPD GS max مع صيغة المنحنى ويرفعه إلى قوة E للحصول على أقصى ملاءمة.
احسب متوسط جميع قياسات التوصيل لكل نوع لحساب القيم النسبية من النموذج المقاس. استخراج قيم موصلية الموصلية nooma وعجز ضغط البخار للنقطتين التاليتين ، قيم الفغر والتوصيل وضغط البخار عند الحد الأقصى للنموذج وعجز ضغط البخار عند النقطة الثانية من انعطاف المنحنى. اضرب هذه القيم في GS max للحصول على قيم الموصلية المطلقة.
لهذه النقاط. يفضل أخذ عينات من نفس الأوراق التي تم استخدامها لقياسات التوصيل الروائي بالضبط. إذا لم يكن ذلك ممكنا ، فقم بتطبيق نفس إجراء الاختيار الذي تم تطبيقه لاختيار الأوراق لقياسات التوصيل الجسدي S ، ويفضل أن يكون ذلك على نفس الأفراد.
إذا تعذر معالجة العينات على الفور ، فقم بتخزينها في كحول 70٪. ضعي طبقة رقيقة من طلاء الأظافر عديم اللون سريع الجفاف على عينة جديدة. بعد خروج طلاء الأظافر ، قشر الانطباع برفق من الورقة وانتقل إلى التحليل المجهري.
كما هو الحال مع عينة الأوراق العادية، قم بتوصيل الكاميرا بمجهر بصري قادر على التكبير بين 40 مرة إلى 400 مرة بعد توصيل الكاميرا بالمجهر. قم بمطابقة الصور الملتقطة مع التكبير البصري ودقة الصورة بمساعدة مقياس يستخدم برامج معالجة الصور مفتوحة المصدر مثل Image J.Analyze هذه الصور. ارسم شكلا باستخدام أداة الشكل من أداة تحليل الصور على الصورة في منطقة خالية من الأوساخ أو بصمات الإبهام أو المناطق التالفة أو عروق الأوراق الكبيرة.
عد الفغرة S في هذه المنطقة وكذلك في ما لا يقل عن 50،000 ميكرون مربع لكل عينة. قم بقياس طول خلية الحراسة الفموية S وطولها الضعيف. احسب عدد S لكل ملليمتر مربع لتبييض الأوراق.
اتركهم 72 ساعة على الأقل في محلول 50٪ من de تلوين ، قم بتسخين المحلول حتى 30 درجة مئوية. شطف الأوراق عدة مرات في الماء بعد ذلك. قم بتكييف عملية التبييض لأنواع معينة اعتمادا على خصائص أوراقها لتلوين الأوراق.
ضعها في 99٪ من الإيثانول ، وقم بتلوينها لمدة دقيقتين إلى 30 دقيقة في محلول جيبي 1٪. بعد التلوين ، اشطف الأوراق عدة مرات بالماء. إذا كانت الأوراق ملطخة بعمق ، فهناك بعض الوقت الإضافي.
قد يساعد الإيثانول أو الملون في تحليل العينات. امسح الأوراق باستخدام ماسح ضوئي للإضاءة الخلفية بدقة حوالي 1،200 نقطة لكل بوصة. قم بمطابقة عمليات المسح الضوئي التي تم التقاطها مع دقة الصورة بمساعدة مقياس لضمان إمكانية تتبع طول البكسل إلى مقاييس الطول المطلقة للورقة الممسوحة ضوئيا.
قم بقياس محيط المساحة وطول وعرض الأوراق. احسب عدة مؤشرات مثل نسبة الطول إلى العرض أو نسبة المحيط إلى المساحة. ثم قم بقص مستطيل من سنتيمتر واحد إلى سنتيمتر واحد من منتصف الصورة.
قياس قطر الأوردة من الدرجة الأولى والثانية. قم بقياس طول جميع الأوردة من الدرجة الأولى. في هذا الربع ، تظهر هنا رسوم بيانية نموذجية مناسبة لبيانات التوصيل الفغري لانحدار عجز ضغط البخار لجميع الأنواع.
تمثل الخطوط الملونة المختلفة كل عادة من الورقات بخطوط سوداء تمثل الأنواع دائمة الخضرة وخطوط حمراء تمثل الأنواع المتساقطة. يكشف استكشاف الروابط بين أنماط تنظيم التوصيل الفموي وسمات الأوراق أن عجز ضغط البخار عند نقطة الانقلاب انخفض مع كثافة السود ومؤشر الجم وزاد مع محتوى الكربون للأوراق. في المقابل ، لم تظهر أي معلمة للتوصيل الجسدي علاقة واضحة بعادة الأوراق.
يظهر التباين الكبير بين مجموعتي عادات الأوراق أن آليات تنظيمية مختلفة موجودة داخل كل من مجموعة عادات الأوراق دائمة الخضرة والدؤوبة. عند تطبيق هذا الإجراء ، من المهم ضبط تفاصيل العلاجات وفقا لخصائص الأوراق المحددة. نظرا لأن سمات الأوراق تظهر تباينا كبيرا بين الأنواع باتباع هذا الإجراء ، يمكن أيضا ربط سمات الأوراق المورفولوجية لدينا بالخصائص الفسيولوجية البيئية الأخرى مثل xim.
تساعدالحساسية للتجويف أو الاتصال الهيدروليكي المحدد ، مرة أخرى ، على فهم الاستجابات المخطط لها للجفاف. نأمل أن يلهم الفيديو الخاص بنا استخدام سمات الأوراق المورفولوجية وأبحاث التنوع البيولوجي الوظيفي بهدف التنبؤ بعمل النظام البيئي من سمات قابلة للقياس بسهولة.
تستكشف هذه الدراسة العلاقة بين السمات الفسيولوجية والمورفولوجية لأوراق النباتات لتعزيز فهم آليات عمل النظام البيئي. تتضمن المنهجية قياس الموصلية الثغرية وربطها بسمات الأوراق لاستخلاص معاملات تنظيم الثغور.
يتيح الربط الكمي بين الموصلية الثغرية والسمات الوظيفية للأوراق إمكانية النمذجة التنبؤية لاستخدام النبات للمياه واستراتيجياته الفسيولوجية، مما يدعم الرؤى التطبيقية لتحسين المحاصيل ونمذجة النظم البيئية. ويعزز هذا النهج من تقليل المخاطر الميكانيكية في مراحل الاكتشاف المبكرة من خلال ربط المؤشرات المورفولوجية بالمخرجات الفسيولوجية البيئية، مما يسهل عملية تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر في اختيار سمات النبات. كما يؤدي دمج هذه القياسات في مسارات البحث والتطوير إلى تعزيز الثقة التنبؤية في الاختيار القائم على السمات وأبحاث التنوع البيولوجي الوظيفي.
تندمج هذه الطريقة في تسلسل العمل الممتد من الاكتشاف إلى التحقق من خلال توفير قياسات كمية ومعيارية للسمات، مما يثري كل من مرحلة الاكتشاف المبكر والأبحاث الانتقالية في مجال البحث والتطوير النباتي.