התבוננות בחלוקת המים בתוך העצה מספקת מידע משמעותי בנוגע לדינמיקה של זרימת מים בצמחי הודי. במחקר זה, אנו מדגימים את הגישה המעשית להתבונן הפצת מים עצה באתרו באמצעות קריוסטט ו-הקפאה-SEM, אשר מבטלת שינויים מעשיים במצב המים במהלך הכנת המדגם.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
התפלגות המים xylem במפעלי וודי דמיינו בעזרת מיקרוסקופ אלקטרוני לסריקת ההקפאה
במאמר זה
סיכום
תקציר
מיקרוסקופ אלקטרוני סריקה מותקן מותקנת-יחידת (ההקפאה-SEM) מאפשר תצפית דגימה בטמפרטורות מתחת ושימש לחקר הפצת מים ברקמות הצמח בשילוב עם הקפאת טכניקות קיבוע באמצעות חנקן נוזלי ( ב 2). עבור מינים וודי, עם זאת, ההכנות להתבוננות במשטח החתך הרוחבי של עצה כרוכות בקשיים כתוצאה מכיוון של סיבי עץ. בנוסף, מתח גבוה יותר בעמודת המים ב-עצה יכול מדי פעם לגרום לשינויים העובדתיים בהפצת המים, במיוחד במהלך קיבוע המדגם והגבייה. במחקר זה, אנו להפגין הליך יעיל להתבונן התפלגות המים בתוך עצה של צמחים וודי באתרו באמצעות קריוסטט ו-הקפאה-SEM. בתחילה, במהלך איסוף המדגם, מדידת פוטנציאל המים עצה צריך לקבוע אם המתח הגבוה נמצא בתעלות עצה. כאשר הפוטנציאל הגלום במים נמוך (< ca. 0.5 MPa), נדרש הליך הרפיה במתח כדי לאפשר שימור טוב יותר של מעמד המים ב-עצה במהלך דגימת קיבוע ההקפאה. בשלב הבא, צווארון המים האטומה מוצמד מסביב לגבעול העץ ומתמלא ב-LN2 לצורך הקפאת הקיבעון של מעמד המיים של xylem. לאחר הקציר, יש לנקוט כדי להבטיח כי המדגם נשמר קפוא תוך השלמת ההליכים של הכנה לדוגמה להתבוננות. קריוסטט מועסק בבירור לחשוף את המשטח הרוחבי עצה. בתצפיות ההקפאה, התאמת הזמן לחריטה בהקפאה נדרשת כדי להסיר אבק כפור ולהדגיש את קצה קירות התא על משטח הצפייה. התוצאות שלנו להפגין את תחולת טכניקות ההקפאה-SEM להתבוננות של הפצת מים בתוך עצה ברמות סלולר ו subcellular. השילוב של ההקפאה-SEM עם שאינם הרסניים טכניקות תצפית באתרו יהיה מאוד לשפר את החקירה של הדינמיקה זרימת מים צמח וודי.
מבוא
זמינות של משאבי מים (כלומר, משקעים, תוכן אדמה) קובעת בקפדנות את התמותה ואת ההתפלגות הגיאוגרפית של מינים צמחיים, שכן הם צריכים לקלוט מים מהאדמה ולהעביר אותו לעלים לייצור פוטוסינתטי. הצמחים חייבים לשמור על מערכת התחבורה. המים שלהם תחת תנודות המים בפרט, צמחים וודי ליצור מתחים גבוהים התעלות שלהם לאורך הזרמים דיות כמו, במקרים מסוימים, הם צריכים להחזיק את הכתר שלהם יותר מ ~ 100 m מעל הקרקע. כדי לשמור על עמודי המים בלחץ שלילי כה גבוה, מורכבות התעלות ברצף של תאים צינורי עם קירות תאים קשיחים והידרופוביות מסוג1. הפגיעות בתפקוד הלקוי של המין השני במינים היא הדטרמיננטה טובה של הישרדות המינים תחת אספקתהמים. בנוסף, לימוד מעמד המים של ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
הערה: תרשים סכמטי של פרוטוקול זה מוצג באיור 1.
1. דגימה: הרפיה מתיחות בתוך עמודת המים של קסיאו-תעלות
הערה: טיפול ההרפיה הבאה מומלץ לפני היישום LN2 כדי להימנע מהקפאה וממתחים-חפצים המושרה בהפצת המים הקפילאם.
- הקף ענף ועלים לדיגום עם שקית ניילון שחורה כדי להאביק את הפוטנציאל המים בין עצה ועלים יותר משעתיים לפני הדגימה.
- לקבוע את פוטנציאל המים של לפחות שני עלים מן המדגם באמצעות תא לחץ או פסיכרומטר. כאשר פוטנציאל המים גבוה מ-ca.-0.5 MPa (כלומר, אין מתח מועט מאוד), מדגם ניתן לקצור לאחר הקפאת (להתייחס לסעיף 2: הקפאת קיבעון). כאשר פוטנציאל המים נמוך מ-0.....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
תמונות מייצגות של משטחי חיתוך רוחבי של עץ מחטניים וברועלים, שנצפתה על ידי המקפיא-SEM, מוצגים באיור 2. בהגדלה הנמוכה, האזור השחור בתמונות מציין את החללים שמהם המים לחלוטין או בחלקו נעלמים, והאזור האפור מצביע על קירות תא מסוימים, ציטופלסמה ומים (איור 2א). בהגדלה גבוהה, ניכר כי המים אינם אבודים לחלוטין מלומינה של שלוש דלקת הקנה, ומציינים את הופעת בועות המאקרו ב-עצה באתרו (איור 2.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
שיטות ההתבוננות ב-"קריו-SEM" שהוצגו במסמך זה מעשיות לצורך המחשה מהירה של חלוקת המים בקנה מידה תאי. באמצעות שיטה זו, לחקור את השינויים בחלוקת המים בתוך עצה יכול לעזור להבהיר את המנגנון של מינים העצים סובלנות ללחץ אביוטיים (מחסור במים או הקפאה) או מתחים ביוטי (מחלת עץ).
הצעד המכריע ביותר בשיטה זו הוא שמירה על הפצת המים האופיינית למצב המים הילידים במהלך איסוף המדגם וההכנה לדוגמה הבאה. רקמת מינים מסוג xylem עם תעלות ארוכות (בעיקר כלי האריווד של טבעת, מחוררים עצים) יכולים בקלות לאבד מים במהלך הקציר.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
. למחברים אין מה לגלות
תודות
עבודה זו נתמכת על ידי JSPS KAKENHI (מ20120009, 20120010, 19780129, 25292110, 23780190, 23248022, 15H02450, 16H04936, 16H04936, 17H03825, 18H02258)
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| חומר ציפוי | JOEL בע"מ, יפן | חוט זהב, 0.50 & פעמים; 1000 מ"מ, 99.99%, חלקים מס' 125000499 | |
| מיקרוסקופ אלקטרונים סורק קריו | JOEL בע"מ, יפן | JSM-6510 מותקן עם MP-Z09085T / MP-51020ALS | |
| cryostat | Thermo Scientific | CryoStar NX70 | |
| להב מיקרוטום | Thermo Scientific | HP35 ULTRA להבי מיקרוטום חד פעמיים, 3153735 | |
| הקפאת רקמות הטבעה בינוני | שרף הטמעה Thermo Scientific | Shandon Cryomatrix, |
מקורות
- Tyree, M. T., Zimmermann, M. H. Xylem structure and the ascent of sap. , Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Berlin, Heidelberg. (2002).
- Choat, B., Jansen, S., et al. Global convergence in the vulnerability of forests to drought. Nature. 491 (7426), 752-755 (2012).
- Klein, T., Zeppel, M. J. B., et al.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
