Utilisation de changements dans la transmission des feuilles pour étudier le mouvement des chloroplastes chez Arabidopsis thaliana

Cette méthode mesure les changements dans la transmission de la lumière des feuilles comme indicateur du mouvement des chloroplastes qui influence l’absorption de la lumière des feuilles à des degrés différents en fonction de l’espèce, de l’environnement et des mutations. Cet appareil abordable construit à la maison permet de quantifier les changements dynamiques dans le mouvement des chloroplastes de manière simple et semi-automatisée. Les données complètent les études de microscopie.

Il est important de suivre de près les instructions et de traiter l’instrument avec soin. Pour commencer, connectez le dispositif de transmission à une source d’alimentation stable et appuyez sur l’interrupteur d’alimentation de l’appareil pour réinitialiser l’instrument. Ensuite, connectez l’iPad à une source d’alimentation stable.

Appuyez sur le bouton de l’écran d’accueil pour activer l’écran et entrez le mot de passe pour vous connecter. Appuyez sur l’icône des paramètres, suivie de l’icône d’affichage et de luminosité. Ensuite, appuyez sur le verrouillage automatique et sélectionnez Ne jamais pour vous assurer que l’écran reste allumé en permanence afin que le programme s’exécute sans interruption.

Appuyez ensuite sur le bouton de l’écran d’accueil pour revenir à l’écran principal. Après avoir fermé toutes les applications, recherchez et ouvrez l’application LeafSensor et entrez les informations dans l’écran vert qui affiche le texte et les champs blancs. Assurez-vous que le mot connecté est visible dans la partie inférieure de l’écran, indiquant que l’application communique avec le périphérique de transmission.

Si le message Adafruit NOT Found s’affiche, vérifiez que l’appareil est branché et appuyez à nouveau sur le bouton de démarrage de l’appareil. Remplissez les quatre premiers champs de la page de l’application pour configurer les conditions d’un bref test avec des clips de feuilles ouverts sans feuilles. Commencez par nommer l’expérience dans le champ nommé nom de l’expérience, puis choisissez combien d’intensités de lumière bleue différentes seront utilisées dans l’expérience en tapant le nombre dans le champ nommé nombre d’intensités lumineuses, puis tapez les intensités de lumière bleue à utiliser en sélectionnant un entier compris entre 0 et 3 000 et séparez chaque intensité de la suivante par une virgule dans le champ nommé intensités bleues.

Tapez la durée de chaque intensité de lumière bleue dans le champ nommé durée bleue. Appuyez sur Démarrer l’expérience dans la section centrale de l’écran. Dans la partie inférieure de l’écran, huit traits d’union avec le message Démarrer l’expérience apparaîtront.

Laissez l’expérience s’exécuter jusqu’à ce que les premières données apparaissent. Après vous être assuré qu’aucune lumière n’est émise par la LED pendant les deux premières minutes, observez l’émission de lumière bleue faible pendant deux minutes, puis l’émission de lumière bleue forte pendant deux autres minutes. Observez également une lumière rouge intense émettant brièvement de la LED une fois par minute tout au long de cette séquence.

Vérifiez l’état Expérience terminée indiqué par le message Expérience terminée en bas à gauche de la page de l’application, puis appuyez deux fois sur le bouton de l’écran d’accueil. Balayez hors de l’application et ouvrez-la à nouveau. Réinitialisez l’instrument en appuyant sur le bouton marche/arrêt pour préparer l’instrument à une course avec des feuilles.

Dans l’obscurité, en utilisant uniquement une lumière blanche ou verte très faible, choisissez une feuille large de la plante adaptée à l’obscurité pour couvrir la LED. Préparez la bande de papier filtre d’environ la longueur d’un clip à feuilles. Ensuite, percez un trou en haut de la bande de papier filtre pour éviter de recouvrir la LED.

Placez un papier filtre humidifié sur la partie du clip à feuilles qui contient la LED. Retirez le clip de feuille adapté à l’obscurité de la boîte de Petri, puis placez-le sur le dessus du papier filtre humide de son clip à feuilles, en vous assurant que la surface de la feuille adaxiale est orientée vers la LED. Placez ensuite l’autre partie du clip de feuille avec un transistor photo sur le dessus.

Si nécessaire, utilisez un élastique pour maintenir deux parties de clip de feuille ensemble. Placez le clip à feuilles dans le bateau respectif et à l’aide d’une pipette, remplissez les réservoirs d’eau, en vous assurant que la feuille ou au moins le papier filtre touche l’eau pour éviter la déshydratation des feuilles pendant la course. Configurez l’application LeafSensor sur l’iPad et tapez EXPLORA1 dans le champ nommé nom de l’expérience.

Tapez 10 dans le champ nommé nombre d’intensités lumineuses. Entrez ensuite les nombres dans le champ nommé intensités bleues et durée bleue. Appuyez sur Démarrer l’expérience.

Après la première minute, observez les valeurs de sortie apparues. Si les valeurs sont éloignées, vérifiez si les feuilles ont été placées correctement dans les clips de feuilles. Une fois l’exécution terminée, les données seront enregistrées automatiquement.

Après avoir fait pivoter l’écran en position verticale, deux options, enregistrer et utilitaires, apparaîtront à l’écran. Appuyez sur Utilitaires, puis dans la liste des fichiers enregistrés, sélectionnez le fichier EXPLORA1. Sous la liste des fichiers, EXPLORA1 apparaîtra maintenant dans l’expérience sélectionnée.

Ensuite, appuyez sur Email. Entrez une adresse e-mail et le fichier EXPLORA1 sera automatiquement joint au message, puis appuyez sur Envoyer. Les données de transmission en pourcentage ont été tracées par rapport au temps, ce qui montre que la transmission d’Arabidopsis thaliana a diminué à de faibles intensités lumineuses, tandis qu’une réponse d’évitement a été induite lorsque les intensités lumineuses ont encore augmenté.

Les valeurs moyennes de transmission en pourcentage des feuilles d’Arabidopsis thaliana de type sauvage et mutantes au cours de longues périodes de 19 heures sont indiquées. Lorsque les feuilles ont été exposées à une faible lumière bleue chez les mutants de type sauvage et phot2, la diminution rapide initiale de la transmission a été suivie d’une diminution lente, indiquant que les chloroplastes se déplaçaient dans la réponse d’accumulation. Comparé au type sauvage, phot1 a montré une réponse d’accumulation réduite.

Lorsque l’intensité de la lumière bleue est augmentée progressivement après 11 heures, le pourcentage de transmission augmente et les chloroplastes entrent dans la réponse d’évitement. Les degrés de variation du pourcentage de transmission par rapport à la valeur sombre, également appelée Delta T, dépendaient des intensités exactes de la lumière bleue. Les valeurs négatives indiquent que les feuilles ont montré une réponse d’accumulation, tandis que les valeurs positives indiquent une réponse d’évitement.

La vitesse de changement de transmission est calculée comme la pente de changement de transmission lorsque la lumière est augmentée. Dans l’exemple représentatif, la vitesse de transmission a changé au cours des réponses initiales lorsque l’évitement a été déclenché à mesure que l’intensité de la lumière bleue augmentait. Lorsque vous étudiez les changements de transmission chez un mutant ou une espèce non caractérisée, confirmez comment les valeurs de transmission et les positions des chloroplastes sont en corrélation avec une étude de microscopie.