Une nouvelle application de l'électrique pénétration Graphique (EPG) pour l'acquisition et la mesure des signaux électriques dans le phloème Sieve Elements

L’objectif général de l’expérience suivante est d’étudier les signaux électriques à longue distance transmis par les éléments du tamis à flux d’une zone mangée par une chenille à une zone intacte d’une plante. Ceci est réalisé en assemblant un graphique de pénétration électrique ou circuit EPG qui intègre un insecte hémine, tel qu’un puceron et une plante. Le puceron insère son style dans la plante, fermant ainsi le circuit, et l’enregistrement EPG commence.

Finalement, le puceron insère son style dans un élément de tamis et salive dedans pendant quelques minutes, suivi de la phase d’ingestion de longue durée, à la fois la salivation ou E une phase et l’ingestion ou E deux phases contient de petits potentiels d’écoulement rythmiques. Ensuite, une chenille est placée sur une feuille et laissée se nourrir à partir d’une feuille. Alors que le puceron enregistré par EPG continue de se nourrir à partir de l’écoulement dans une feuille voisine, les dommages infligés par la chenille à la nervure médiane déclencheront un signal électrique qui sera transmis via le phém aux autres feuilles, y compris la feuille à partir de laquelle le puceron câblé EPG se nourrit.

La taille du signal peut être mesurée par comparaison avec une impulsion d’étalonnage de taille connue, qui a été appliquée précédemment lors de la phase E deux ou d’ingestion. Les résultats montrent que les dommages causés à une feuille par Caterpillar induisent de manière cohérente un signal électrique complexe et significativement important dans le flux d’une feuille voisine avec une première composante lente et une seconde et superposée à la première composante rapide. La technique du graphe de pénétration électrique a été introduite dans les années 1960.

Le suivi de l’EPG a considérablement contribué à notre connaissance de la pénétration des plantes par les pucerons et autres insectes de l’ourle. Le principal intérêt économique est d’étudier les mécanismes de résistance des plantes hôtes, ainsi que les mécanismes de transmission des virus des plantes. J’ai donc eu l’idée d’utiliser l’EPG comme méthode d’électrophysiologie intracellulaire chez les plantes en faisant une association entre les enregistrements EPG et les enregistrements intracellulaires réalisés avec des électrodes en verre conventionnelles remplies de chlorure de potassium dans les enregistrements EPC et les enregistrements conventionnels réalisés avec des électrodes en verre.

Il existe deux niveaux de tension, un niveau de tension relativement élevé qui correspond à la position intracellulaire de la pointe de l’électrode en verre ou de la pointe du style AEs, et un niveau de tension relativement bas, qui correspond à la position intracellulaire de l’électrode en verre ou de l’œillet AEs. Dans le cas de l’EPG. Lors de l’élevage de pucerons pour un enregistrement PG, le choix de la plante et des espèces de pucerons dépend de la recherche Visez des études sur l’opana rapide, le puceron est approprié, élevez-les en serre sur les cages entourant l’élevage.

Les plantes doivent être protégées contre les pucerons et les parasitoïdes à l’aide d’un grillage à mailles fines avec des ouvertures de moins d’un millimètre, mais le dessus des cages doit être en matériau transparent pour permettre la photosynthèse. Toutes les deux semaines, la population de pucerons doit être déplacée vers des plantes fraîches. 10 à 20 adultes suffisent, les pucerons restants peuvent être éliminés.

Pour les enregistrements EPG d’insectes, une électrode spécialisée doit être construite à partir de broches de connecteur en laiton, d’un à deux centimètres de fil de cuivre, tels que des filaments d’un cordon électrique, et d’un morceau de fil d’or très fin d’environ 1,5 centimètre de long. Utilisez également une colle à argent à base d’eau et un simple petit boulon à souder avec du liquide à souder et du fil à souder pour cordon de résine. Pour commencer, faites fondre un morceau de fil de métal à souder sur la pointe d’un boulon à souder.

Trempez ensuite la tête du clou en laiton dans une goutte de liquide à souder. Contactez immédiatement la pointe du fil de cuivre sur la pointe du boulon à souder, le faisant ainsi fondre sur la broche en laiton. Maintenant, secouez ou vortex soigneusement la colle d’argent afin que l’émulsion ne se dépose pas.

Ouvrez la bouteille et trempez l’extrémité libre du fil de cuivre dans la colle du couvercle sous un stéréoscope. Joignez la maille dorée avec un chevauchement d’au moins un millimètre et laissez sécher la colle argentée. Essayez de ne pas étaler la colle sur la plaque du microscope une fois la colle sèche, vérifiez le contact entre la colle argentée et le fil d’or où les parties des fils de joint ne sont pas collées.

Ajoutez de la colle fraîche avec une petite épingle ou un fil de cuivre jusqu’à ce que l’insecte soit prêt. L’électrode terminée peut être stockée en toute sécurité sur de la mousse de polystyrène. Pour réparer le puceron, utilisez un simple appareil d’aspirateur construit à la maison.

L’aspiration est contrôlée par une petite feuille de papier au-dessus d’un trou d’entrée. Allumez l’appareil à vide et déplacez-le sur la plaque du stéréomicroscope pour centrer sa pointe d’aspiration. Ramassez un puceron sur un pinceau aquarelle de petite taille ou plus petit, et montez le puceron sur sa face ventrale vers l’embout d’aspiration pour un accès facile au dos.

À l’aide de la brosse, retirez toute cire de surface de l’abdomen, qui est abondante dans le puceron du chou. Maintenant, secouez soigneusement ou vortex la colle d’argent et à l’aide d’une fine épingle à insectes, appliquez une petite gouttelette de colle d’argent sur le dos des pucerons. Laissez sécher pendant deux à trois minutes.

Secouez à nouveau le flacon et appliquez une gouttelette de colle sur la première gouttelette séchée. Fixez ensuite le fil d’or de l’électrode d’insecte préparée dans la deuxième goutte de colle argentée. Pendant qu’il est encore humide, maintenez le fil en position pendant que la colle sèche.

S’il arrive que de la colle se retrouve sur les pattes ou dans l’un des pucerons, recommencez avec le nouvel animal. L’électrode d’insecte peut être recyclée. Une fois que la colle a séché.

Coupez l’aspiration et libérez le puceron de l’appareil d’aspiration. L’insecte filaire est maintenant prêt à être utilisé pour les enregistrements EPG. Certains pucerons peuvent être câblés sans fixation par le vide.

Dans ce cas, placez le puceron sur un morceau de tissu de laboratoire, qui est suffisamment rugueux pour que le puceron reste agrippé. Lors de l’application de la colle, un fil d’or peut être inséré dans la première goutte de colle argentée. Si cette gouttelette est trop petite ou si elle sèche trop rapidement, le fil d’or ne se fixera pas correctement.

Dans ce cas, il suffit de placer une petite gouttelette de colle argentée sur la première et d’insérer le fil d’or, d’attendre que la colle sèche. Ensuite, soulevez le puceron du papier de soie à l’aide d’une brosse fine. Stockez les pucerons en fil de fer en insérant le clou en laiton dans la mousse de polystyrène jusqu’à ce qu’il soit nécessaire.

Pour commencer, mettez les plantes expérimentales dans la cage de Faraday sur un support non conducteur comme une boîte de Pétri. Maintenant, insérez une électrode végétale dans le sol de chaque pot. L’électrode de la plante n’est pas une électrode de terre qui doit être collectée dans la cage de Faraday.

Insérez ensuite la broche en laiton de l’électrode dans l’EPG. Préajustez la position de la plante et de l’insecte jusqu’à ce qu’ils soient en contact avec l’insecte à la position souhaitée sur la plante. À l’aide du logiciel d’interface Style plus, qui a une fréquence d’échantillonnage fixe de 100 hertz, entrez un nom de fichier, spécifiez la durée d’enregistrement et écrivez du texte pour spécifier les détails de l’expérience dans les lignes de commentaires.

Démarrez ensuite l’enregistrement via le logiciel en cliquant sur le bouton de démarrage dans le coin supérieur gauche. Commencez l’expérience en abaissant le puceron câblé sur la plante jusqu’à huit canaux, ce qui signifie que huit insectes câblés peuvent être enregistrés simultanément par une configuration EPG, soit un par plante, soit plusieurs pucerons sur une plante. Lorsque le puceron insère son style dans la plante, le circuit est terminé.

Les tensions fluctuantes du signal EPG apparaîtront sur l’écran de l’ordinateur, ajusteront la tension et le gain de l’installation pour un enregistrement optimal. Dans la plupart des cas, il faudra au moins une heure à un puceron pour entrer dans la phase d’écoulement. L’alimentation à débit soutenu est indiquée par au moins 10 minutes de forme d’onde E deux.

À ce stade, l’électrode est prête à acquérir des signaux électriques de l’élément de tamis, qui ne doivent être induits que lorsque le signal E deux est stable. Il est important de délivrer une ou plusieurs impulsions d’étalonnage, qui seront utilisées ultérieurement pour estimer la taille des signaux électriques. Couper une feuille avec des ciseaux induit constamment un signal électrique à longue distance qui est acquis par le puceron enregistré EPG.

Dans une expérience plus réaliste, une chenille affamée est utilisée comme agent de blessure. Les dommages infligés par les chenilles induisent constamment des signaux électriques lents et rapides qui se propagent vers les autres feuilles et peuvent être acquis avec des électrodes EPG. Le bruit généré par l’introduction de la chenille n’affectera pas la réponse électrophysiologique de la plante, mais il peut la masquer pour minimiser ce bruit.

L’expérimentateur doit être mis à la terre pour tester si une chenille qui se nourrit induit des signaux électriques dans la feuille mangée. Une chenille affamée est placée sur la feuille qui contient également le puceron enregistré par l’EPG lorsque deux feuilles différentes ont été coupées séquentiellement avec des ciseaux à la jonction de la lame pérale. Une électrode EPG placée sur la nervure médiane d’une feuille intacte voisine des deux feuilles coupées a détecté des réponses électrophysiologiques similaires du même élément de tamis à ces blessures.

Ces électrophysiologiques consistaient en une dépolarisation lente et une dépolarisation rapide superposée à une dépolarisation lente. Dans une autre expérience, deux feuilles ont également été coupées, mais dans ce cas, l’une était voisine de la feuille contenant l’électrode EPG, tandis que l’autre n’était pas voisine de la feuille avec l’électrode EPG. Dans ce cas, l’élément du tamis unique a réagi différemment aux blessures.

La blessure à la feuille non voisine n’induisait d’abord qu’un signal électrique lent, tandis que la blessure à la feuille voisine induisait un signal complexe avec des composants lents et rapides. Ces résultats suggèrent que les éléments du VIS sont capables de détecter l’emplacement des dommages ici à l’aide d’un puceron connecté au système EPG, des enregistrements intracellulaires ont été réalisés à partir d’un élément de tamis marginal dans une feuille d’une plante d’arabidopsis. La coupe d’une feuille voisine induisait un signal électrique qui était transmis à l’élément de tamis dans lequel le stylet du puceron était inséré.

Contrairement aux éléments criblés dans les veines principales, les éléments criblés dans les veines marginales ont réagi aux dommages à distance par une seule onde de dépolarisation lente qui peut correspondre à l’onde de dépolarisation lente dans les éléments criblés centraux. Le graphique ou la répétition de pénétration électrique est une méthode qui peut aider à répondre à des questions clés dans les domaines de l’électrophysiologie végétale et de la physiologie végétale comme, par exemple, qui se trouvent sur des canaux, sous-tendent les signaux électriques à longue distance qui voyagent de feuille en feuille et, surtout, quel est le rôle de ces signaux dans l’adaptation des plantes à leur environnement ? Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une idée de la façon de préparer les plantes et les insectes pour l’EPG.

L’enregistrement du câblage des insectes semble compliqué, mais nous avons montré que c’est plutôt simple et cela peut vous encourager à le mettre en œuvre dans vos propres recherches.