Verwendung von Veränderungen in der Blattübertragung zur Untersuchung der Chloroplastenbewegung in Arabidopsis thaliana

Zusammenfassung

Viele Pflanzenarten verändern die Positionierung von Chloroplasten, um die Lichtabsorption zu optimieren. Dieses Protokoll beschreibt, wie man ein einfaches, selbst gebautes Instrument verwendet, um die Chloroplastenbewegung in Arabidopsis thaliana-Blättern zu untersuchen, wobei Veränderungen in der Lichtübertragung durch ein Blatt als Proxy verwendet werden.

Zusammenfassung

Es hat sich gezeigt, dass die Chloroplastenbewegung in Blättern dazu beiträgt, die Photoinhibition zu minimieren und das Wachstum unter bestimmten Bedingungen zu erhöhen. Viel über die Chloroplastenbewegung kann gelernt werden, indem man die Chloroplastenpositionierung in Blättern mit z.B. konfokaler Fluoreszenzmikroskopie untersucht, aber der Zugang zu dieser Art von Mikroskopie ist begrenzt. Dieses Protokoll beschreibt eine Methode, die die Änderungen der Blattübertragung als Proxy für die Chloroplastenbewegung verwendet. Wenn Chloroplasten verteilt werden, um das Abfangen von Licht zu maximieren, ist die Übertragung gering. Wenn sich Chloroplasten in Richtung der antiklinalen Zellwände bewegen, um Licht zu vermeiden, ist die Transmission höher. Dieses Protokoll beschreibt, wie ein einfaches, selbstgebautes Instrument verwendet wird, um Blätter unterschiedlichen Blaulichtintensitäten auszusetzen und die dynamischen Änderungen der Blattübertragung zu quantifizieren. Dieser Ansatz ermöglicht es den Forschern, die Chloroplastenbewegung in verschiedenen Spezies und Mutanten quantitativ zu beschreiben, die Auswirkungen von Chemikalien und Umweltfaktoren darauf zu untersuchen oder nach neuen Mutanten zu suchen, z. B. um fehlende Komponenten in dem Prozess zu identifizieren, der von der Lichtwahrnehmung zur Bewegung von Chloroplasten führt.

Einleitung

Licht ist essentiell für die Photosynthese, das Pflanzenwachstum und die Entwicklung. Es ist einer der dynamischsten abiotischen Faktoren, da sich die Lichtintensitäten nicht nur im Laufe einer Saison oder eines Tages ändern, sondern auch schnell und unvorhersehbar je nach Wolkendecke. Auf Blattebene werden die Lichtintensitäten auch durch die Dichte und Beschaffenheit der umgebenden Vegetation und des pflanzeneigenen Blätterdachs beeinflusst. Ein wichtiger Mechanismus, der es Pflanzen ermöglicht, das Abfangen von Licht unter variablen Lichtverhältnissen zu optimieren, ist die Fähigkeit von Chloroplasten, sich als Reaktion auf blaue Lichtreize zu ^bew....

Protokoll

1. Blätter für einen Lauf vorbereiten

1. Stellen Sie 8 A. thaliana-Pflanzen über Nacht in die Dunkelheit (> 6 h funktioniert für die meisten Arten), um sicherzustellen, dass sich die Chloroplasten in ihre dunkle Position bewegen. Alle Replikate beginnen mit vergleichbaren Übertragungswerten.
2. Alternativ können Sie 8 komplette Blätter in eine Petrischale mit einem feuchten Filterpapier am Boden legen, die Petrischale verschließen und mit Alufolie umwickeln.

2. Testen, ob das Übertragungsgerät funktioniert

1. Schließen Sie das Übertragungsgerät an eine stabile Stromquelle an, und drücken Sie den Netzschal....

Ergebnisse

Die verschiedenen Teile der Übertragungsvorrichtung sind in Abbildung 1 dargestellt. Der Mikrocontroller ist die Steuereinheit des Geräts und steuert die Lichtverhältnisse, denen die blätter, in schwarzen Blattklammern befestigt, ausgesetzt sind, und speichert die empfangenen Lichtübertragungsdaten (Abbildung 1A,B). Eine Nahaufnahme der Steuereinheit des Instruments zeigt die ON/OFF-Taste, die SD-Karte für die Datenspeicherfähigkeit, das Bluetoo.......

Diskussion

Das Gerät ist extrem einfach zu bedienen, aber es ist von entscheidender Bedeutung, jeden Blattclip-Aufbau des Übertragungsgeräts unabhängig voneinander zu kalibrieren, da die Positionierung der LEDs und Fototransistoren von Blattclip zu Blattclip leicht variieren kann. Stellen Sie sicher, dass die LEDs und Fototransistoren stabil eingesetzt sind, und überprüfen Sie die Kalibrierung erneut, wenn die Daten falsch erscheinen. Vermeiden Sie es, Wasser auf das Gerät zu bekommen. Die Blätter in den Blattklammern werden in mit.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Aluminiumfolie
Dunkle angepasste Blätter
Filterpapier
iPad mit installiertem LeafSensor app (siehe Ergänzende Infos)
Pipette	Jede
Petrischale	Jedes
Übertragungsgerät (siehe Ergänzende Informationen)
Wasser