تطبيق جديد من الاختراق الرسم البياني الكهربائية (EPG) للحصول على وقياس الإشارات الكهربائية في اللحاء المنخل عناصر

الهدف العام من التجربة التالية هو دراسة الإشارات الكهربائية لمسافات طويلة المنقولة عبر عناصر غربال التدفق من منطقة تأكلها كاتربيلر إلى منطقة سليمة في النبات. يتم تحقيق ذلك من خلال تجميع رسم بياني للاختراق الكهربائي أو دائرة EPG تدمج حشرة هيمين ، مثل حشرة المن والنبات. يقوم المن بإدخال أسلوبه في النبات ، وبالتالي إغلاق الدائرة ، ويبدأ تسجيل EPG.

في النهاية ، يقوم المن بإدخال أسلوبه في عنصر غربال ويسيل لعابه لبضع دقائق ، تليها مرحلة الابتلاع طويلة الأمد ، كل من إفراز اللعاب أو E مرحلة واحدة والابتلاع أو E على طور ثنائي يحتوي على إمكانات تدفق صغيرة وإيقاعية. بعد ذلك ، توضع كاتربيلر على ورقة وتترك لتتغذى من ورقة. بينما يستمر المن المسجل EPG في التغذي من التدفق في ورقة مجاورة ، فإن الضرر الذي تسببه اليرقة في الوريد الأوسط سيبدأ إشارة كهربائية ستنتقل عبر phem إلى الأوراق الأخرى ، بما في ذلك الورقة التي يتغذى منها المن السلكي EPG.

يمكن قياس حجم الإشارة بالمقارنة مع نبضة معايرة ذات حجم معروف ، والتي تم تطبيقها سابقا خلال مرحلة E الثانية أو الابتلاع. تظهر النتائج أن تلف الورقة بوساطة كاتربيلر يحفز باستمرار إشارة كهربائية معقدة وكبيرة بشكل ملحوظ في تدفق ورقة مجاورة مع مكون بطيء أول ومكون ثان ومتراكب على المكون السريع الأول. تم إدخال تقنية الرسم البياني للاختراق الكهربائي في الستينيات.

ساهمت مراقبة EPG بشكل كبير في معرفتنا باختراق النبات من قبل حشرات المن والحشرات الأخرى ذات الحاشية. ينصب الاهتمام الاقتصادي الرئيسي على دراسة آليات مقاومة النبات المضيف ، وكذلك آليات انتقال الفيروسات النباتية. لذلك توصلت إلى مفهوم استخدام EPG كطريقة للفيزيولوجيا الكهربية داخل الخلايا في النباتات من خلال إجراء ارتباط بين تسجيلات EPG والتسجيلات داخل الخلايا التي يتم إجراؤها باستخدام أقطاب زجاجية تقليدية مملوءة بكلوريد البوتاسيوم في كل من تسجيلات EPC والتسجيلات التقليدية المصنوعة من أقطاب زجاجية.

هناك مستويان للجهد ، مستوى جهد مرتفع نسبيا يتوافق مع الموضع داخل الخلايا لطرف القطب الزجاجي أو طرف نمط AEs ، ومستوى جهد منخفض نسبيا ، والذي يتوافق مع الموضع داخل الخلايا للقطب الزجاجي أو ثقب AEs. في حالة EPG. عند تربية حشرات المن لتسجيلات PG ، يعتمد اختيار أنواع النباتات والمن على البحث الهدف من إجراء دراسات حول الأوبانا السريعة ، والمن مناسب ، ورفعها في دفيئة على الأقفاص المحيطة بالتربية.

يجب أن تكون النباتات مقاومة للمن والطفيليات باستخدام غربلة شبكية دقيقة مع فتحات أقل من ملليمتر ، ولكن يجب أن تكون قمم الأقفاص من مادة شفافة للسماح بعملية التمثيل الضوئي. كل أسبوعين ، يجب نقل حشرات المن إلى نباتات جديدة. كل ما هو مطلوب هو 10 إلى 20 بالغا ، ويمكن التخلص من حشرات المن المتبقية.

بالنسبة لتسجيلات EPG للحشرات ، يجب إنشاء قطب كهربائي متخصص من دبابيس موصل نحاسية ، بطول سنتيمتر إلى سنتيمترين من الأسلاك النحاسية ، مثل خيوط من سلك كهربائي ، وقطعة من الأسلاك الذهبية الرفيعة جدا يبلغ طولها حوالي 1.5 سم. أيضا ، استخدم غراء فضي مائي ومسمار لحام صغير بسيط مع سائل لحام وسلك لحام من الراتنج. للبدء ، قم بإذابة قطعة من سلك لحام معدني على طرف مسمار لحام.

ثم اغمس رأس الظفر النحاسي في قطرة من سائل اللحام. اتصل على الفور بطرف السلك النحاسي بطرف مسمار اللحام ، وبالتالي قم بإذابه إلى الدبوس النحاسي. الآن قم بهز الغراء الفضي جيدا أو دوامه حتى لا يستقر المستحلب.

افتح الزجاجة واغمس الطرف الحر للسلك النحاسي في الغراء الموجود على الغطاء تحت مجسم انضم إلى الشبكة الذهبية بتداخل لا يقل عن ملليمتر واحد واترك الغراء الفضي يجف. حاول ألا تلطخ الغراء على لوحة المجهر بعد تجفيف الغراء ، وتحقق من التلامس بين الغراء الفضي والسلك الذهبي حيث لا يتم لصق أجزاء من أسلاك المفصل.

أضف الغراء الطازج بدبوس صغير أو سلك نحاسي حتى تصبح الحشرة جاهزة. يمكن تخزين القطب المكتمل بأمان على الستايروفوم. لإصلاح حشرة المن ، استخدم جهاز فراغ بسيط مبني في المنزل.

يتم التحكم في الشفط بواسطة قطعة صغيرة من الورق فوق فتحة مدخل. قم بتشغيل جهاز التفريغ وحركه على لوحة المجهر الاستريو لتوسيط طرف الشفط الخاص به. اجمع حشرة المن على فرشاة صغيرة الحجم أو أصغر من الألوان المائية أو أصغر ، وقم بتركيب حشرة المن على جانبها البطني باتجاه طرف الشفط لسهولة الوصول إلى الظهر.

باستخدام الفرشاة ، قم بإزالة أي شمع سطحي من البطن ، وهو موجود بكثرة في من الملفوف. الآن هز أو دوامة الغراء الفضي جيدا وباستخدام دبوس حشرات ناعم ، ضع قطرة صغيرة من الغراء الفضي على ظهر حشرات المن. دع هذا يجف لمدة دقيقتين إلى ثلاث دقائق.

رج القارورة مرة أخرى وضع قطرة غراء فوق القطرة الأولى المجففة. ثم قم بإرفاق السلك الذهبي لقطب الحشرات المحضر في القطرة الثانية من الغراء الفضي. بينما لا يزال رطبا ، احتفظ بالسلك في موضعه ثابتا بينما يجف الغراء.

إذا حدث أي غراء على الساقين أو في أي من حشرات المن ، فابدأ من جديد بالحيوان الجديد. يمكن إعادة تدوير قطب الحشرات. بمجرد أن يجف الغراء.

قم بإيقاف تشغيل الشفط وتحرير المن من جهاز التفريغ. الحشرة السلكية جاهزة الآن للاستخدام في تسجيلات EPG. قد تكون بعض حشرات المن سلكية بدون تثبيت فراغي.

في هذه الحالة ، ضع حشرة المن على قطعة من أنسجة المختبر ، وهي خشنة بما يكفي لتظل حشرة المن. أثناء تطبيق الغراء ، يمكن إدخال سلك ذهبي في أول قطرة من الغراء الفضي. إذا كانت هذه القطرة صغيرة جدا أو إذا جفت بسرعة كبيرة ، فلن يتم تثبيت السلك الذهبي بشكل صحيح.

في هذه الحالة ، ما عليك سوى وضع قطرة صغيرة من الغراء الفضي فوق الأولى وإدخال السلك الذهبي ، وانتظر حتى يجف الغراء. ثم ارفع المن من المناديل الورقية بمساعدة فرشاة دقيقة. قم بتخزين حشرات المن السلكية عن طريق إدخال المسمار النحاسي في الستايروفوم حتى تكون هناك حاجة إليه.

للبدء ، ضع النباتات التجريبية في قفص فاراداي على دعامة غير موصلة مثل طبق بتري. الآن ، أدخل قطبا كهربائيا للنبات في تربة كل وعاء. القطب الكهربائي النباتي ليس قطبا أرضيا يحتاج إلى جمعه في قفص فاراداي.

ثم أدخل الدبوس النحاسي للقطب في EPG. اضبط موضع النبات والحشرة مسبقا حتى يتلامسا مع الحشرة في الموضع المطلوب على النبات. باستخدام برنامج واجهة Style plus ، الذي يحتوي على تردد عينة ثابت يبلغ 100 هرتز ، أدخل اسم ملف ، وحدد وقت التسجيل واكتب نصا لتحديد تفاصيل التجربة في سطور التعليق.

ثم ابدأ التسجيل عبر البرنامج بالنقر فوق زر البدء في الزاوية اليسرى العليا. ابدأ التجربة بخفض حشرة المن السلكية على النبات حتى ثماني قنوات ، مما يعني أنه يمكن تسجيل ثماني حشرات سلكية في وقت واحد عن طريق إعداد EPG واحد إما واحد لكل نبات أو أكثر من حشرات المن في نبات واحد. عندما يدخل المن أسلوبه في النبات ، تكتمل الدائرة.

ستظهر الفولتية المتقلبة لإشارة EPG على شاشة الكمبيوتر ، وتقوم بإجراء تعديلات على جهد المصنع والكسب للحصول على التسجيل الأمثل. في معظم الحالات ، سيستغرق الأمر ساعة واحدة على الأقل للدخول في مرحلة التدفق. يشار إلى تغذية التدفق المستمر ب 10 دقائق على الأقل من شكل الموجة E اثنين.

في هذه المرحلة ، يكون القطب جاهزا للحصول على إشارات كهربائية من عنصر الغربال ، والتي يجب أن يتم تحريضها فقط عندما تكون الإشارة E اثنين مستقرة. من المهم توصيل نبضة معايرة واحدة أو أكثر ، والتي سيتم استخدامها لاحقا لتقدير حجم الإشارات الكهربائية. يؤدي قطع الورقة بالمقص باستمرار إلى إشارة كهربائية بعيدة المدى يتم الحصول عليها بواسطة حشرة المن المسجلة في EPG.

في تجربة أكثر واقعية ، يتم استخدام كاتربيلر جائع كعامل جرح. يؤدي الضرر الذي تسببه كاتربيلر باستمرار إلى إحداث إشارات كهربائية بطيئة وسريعة تنتقل إلى الأوراق الأخرى ويمكن الحصول عليها باستخدام أقطاب EPG. لن تؤثر الضوضاء الناتجة عن إدخال اليرقة على الاستجابة الفيزيولوجية الكهربية للنبات ، ولكنها قد تخفيها لتقليل هذه الضوضاء.

يجب أن يكون المجرب مؤرضا لاختبار ما إذا كانت كاتربيلر التغذية تحفز إشارات كهربائية في الورقة التي يتم تناولها. يتم وضع كاتربيلر جائع على الورقة التي تحتوي أيضا على حشرة المن المسجلة EPG عندما تم قطع ورقتين مختلفتين بالتتابع بالمقص عند تقاطع الصفيحة المحيطية. اكتشف قطب EPG الموضوع على الوريد الأوسط لورقة سليمة كانت جارة لكلتا الورقتين اللتين يتم قطعهما استجابات فيزيولوجية كهربية مماثلة من نفس عنصر الغربال لهذه الجروح.

تتكون هذه الفيزيولوجيا الكهربية من إزالة الاستقطاب البطيئة وإزالة الاستقطاب السريع المتراكبة على البطيئة. في تجربة أخرى ، تم قطع ورقتين أيضا ، ولكن في هذه الحالة ، كانت إحداهما جارة للورقة التي تحتوي على قطب EPG ، بينما لم تكن الأخرى جارا للورقة مع قطب EPG. في هذه الحالة ، استجاب عنصر الغربال الفردي بشكل مختلف للجروح.

أدى الجرح الذي أصيب بالورقة غير المجاورة أولا إلى إشارة كهربائية بطيئة فقط ، في حين أن الجرح في الورقة المجاورة تسبب في إشارة معقدة بمكونات بطيئة وسريعة. تشير هذه النتائج إلى أن عناصر SIV قادرة على اكتشاف موقع الضرر هنا باستخدام حشرة المن المتصلة بنظام EPG ، وتم إجراء تسجيلات داخل الخلايا من عنصر غربال هامشي في ورقة نبات الأرابيدوبسيس. أدى قطع ورقة مجاورة إلى إحداث إشارة كهربائية تم إرسالها إلى عنصر الغربال الذي تم إدخال نمط المن.

على عكس عناصر الغربال في الأوردة الرئيسية ، استجابت عناصر الغربال في الأوردة الهامشية للضرر البعيد بموجة إزالة استقطاب بطيئة واحدة فقط قد تتوافق مع موجة إزالة الاستقطاب البطيئة في عناصر الغربال المركزي. الرسم البياني أو التكرار للاختراق الكهربائي هو طريقة يمكن أن تساعد في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجالات الفيزيولوجيا الكهربية للنبات وفسيولوجيا النبات مثل ، على سبيل المثال ، الموجودة على القنوات ، والتي تكمن وراء الإشارات الكهربائية لمسافات طويلة التي تنتقل من ورقة إلى أخرى ، والأهم من ذلك ، ما هي أدوار هذه الإشارات في تكييف النباتات مع بيئتها؟ بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فكرة عن كيفية تحضير النباتات والحشرات ل EPG.

يبدو تسجيل أسلاك الحشرات معقدا ، لكننا أظهرنا أنه بسيط إلى حد ما وقد يشجعك على تنفيذه في بحثك الخاص.