Optimierte Methode zur Kultivierung und mikrobiellen Bioaugmentation von Typha latifolia (Rohrkolben)

Summary

Typha latifolia, die sich hauptsächlich asexuell über Rhizome vermehrt, stellt aufgrund ihres ausgedehnten Wurzelsystems eine Herausforderung für das Sammeln dar. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Züchtung von T. latifolia aus Samen vorgestellt, die den Anbau im Labor erleichtert und das Potenzial für steriles Pflanzenwachstum und frühe mikrobielle Bioaugmentation bietet.

Abstract

Typha latifolia, besser bekannt als Breitblättriger Rohrkolben oder Rohrkolben, hat ein weltweites Verbreitungsgebiet und dominiert die Ökosysteme der Feuchtgebiete in Nordamerika. Während in Nordamerika verschiedene Rohrkolbenarten oft als invasiv angesehen werden, gilt T. latifolia als die einheimische Art in der Region und ist auf dem gesamten Kontinent als dominierende Typha-Art zu finden. In der Vergangenheit hat Typha verschiedene Funktionen erfüllt, von Nahrungsquellen bis hin zu Baumaterialien. In jüngerer Zeit hat sich T. latifolia zu einer prominenten Art entwickelt, um die Bioremediation zu unterstützen. Mit zunehmendem Interesse an der Entwicklung von Pflanzenkläranlagen (CWTS) für die Sanierung von Schadstoffen sind reproduzierbare Techniken für den Anbau von Rohrkolben in einer Laborumgebung erforderlich. In der hier vorgestellten Arbeit wurden verschiedene Wachstumsparameter für die erfolgreiche Kultivierung von T. latifolia aus Samen untersucht und getestet. Für eine erfolgreiche Keimung von Typha-Arten ist die Vertikutierung (Bruch der Samenschale) erforderlich, die mit mechanischen Techniken für die Großproduktion erreicht wurde. Es zeigte sich, dass eine frühe Etablierung des Saatguts in der ersten Woche nährstoffarme Wachstumsbedingungen begünstigte, gefolgt von der Einführung von Dünger in den folgenden Wochen, um das Überleben nach der Transplantation zu verbessern. Für die mikrobielle Bioaugmentation des Pflanzensystems zeigten die Ergebnisse, dass das Einweichen der Samen in das Inokulum zu einer ausgedehnteren Besiedlung des Wurzelgewebes und einer langfristigen bakteriellen Persistenz führt. Eine optimierte Saatgutsterilisationstechnik mit einer Kombination aus Bleichmittel und Reinigungsmittel wurde verwendet, um den Erfolg der Besiedlung von Mikroorganismen zu verbessern. Die in dieser Studie entworfenen sterilen und unsterilen Wachstumsgefäße unterstützen das langfristige Wachstum von T. latifolia unter verschiedenen Bedingungen.

Introduction

Als kosten- und energieeffiziente Technologie haben Pflanzenkläranlagen (CWTS) bei der Sanierung von Umweltschadstoffen ^1,2,3 an Popularität gewonnen. CWTS verwendet physikalische, chemische und biologische Prozesse, um Verunreinigungen zu entfernen, umzuwandeln oder zu stabilisieren. Während die physikalischen und chemischen Prozesse, die am chemischen Umschlag beteiligt sind, seit der Entstehung von CWTS gut charakterisiert sind, blieb der Einfluss der Vegetation weitgehend rätselhaft². In den letzten Jahren wurde ve....

Protocol

1. Vertikutieren von Saatgut

1. Rohrkolbensamen wurden im Herbst 2023 (51,11312° N, 114,39381° W) aus einem Feuchtgebiet in Calgary, AB, Kanada, bezogen. Sammeln Sie Rohrkolbenblütenstände im Herbst und bewahren Sie sie bis zur Verwendung im Dunkeln in einer Papiertüte auf. Wenn sie sich noch am Stiel befinden, sammeln Sie den Blütenstand im Frühjahr, aber die Samenausbeute wird verringert.
2. Schneiden Sie mit einer Gartenschere den Pflanzenstiel ~2 cm von der Basis des Blütenstandes ab. Ziehen Sie die Samen aus dem Blütenstand und geben Sie sie in einen Labormixer, bis das Volumen des Mixers etwa zu ....

Results

Abbildung 1 zeigt die Darstellung eines Typha-Samens , der den Vertikutierungsprozess durchlaufen hat, zusammen mit einem unvollständig vertikutierten Samen, bei dem der Schnabel entfernt wurde, und einem nicht vertikutierten Samen. Stellen Sie sicher, dass die Mischzeit ausreicht, um hauptsächlich vollständig vertikutierte Samen zu produzieren.

Nach dem Vertikutieren und Trocknen der Samen sollte die Lebensfähigkeit der Samen mit der unsterilen Keimtechn.......

Discussion

Das hier vorgestellte Protokoll bietet einen detaillierten Leitfaden für das Wachstum von Rohrkolbenarten aus Saatgut für Laboranwendungen. Während Rohrkolben leicht aus Rhizomstecklingen vermehrt werden können, ermöglicht die Aufzucht von Pflanzen aus Samen eine genetische Variation innerhalb eines Probensatzes, stellt sicher, dass sich die Pflanzen in gleichen Wachstumsstadien befinden, und bietet die Möglichkeit einer frühen Besiedlung für mikrobielle Bioaugmentationsexperimente. Es i.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.2 &Mikro; Steriler Filter	VWR	514-4126
3′,5′-Dimethoxy-4′-hydroxyacetophenon	PhytoTech-Labore	S7777
Kulturboxen mit Deckeln (77 mm & mal & 77 mm & mal 97 mm)	Millipore Sigma	V8505
Hitzebeständiges Silikondichtmittel bei hoher Temperatur	Kaiserliche Fertigungsgruppe	KK0205
Laborversiegelungsfilm	Millipore Sigma	P7793
Murashige und Skoog media	PhytoTech-Labore	M401
Organosilikon-Tenside	PhytoTech-Labore	S7777
Phytoagar	GoldBiotechnologie	P1003
Polysorbat 20	Roche	11332465001