יישום חדש של החשמל חדירה הגרף (EPG) לרכישה ומדידת אותות חשמליים שביפים מסננת אלמנטים

המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא לחקור את האותות החשמליים למרחקים ארוכים המועברים דרך אלמנטים של מסננת הזרימה מאזור שנאכל על ידי זחל לאזור שלם בצמח. זה מושג על ידי הרכבת גרף חדירה חשמלי או מעגל EPG המשלב חרק חמין, כגון כנימה וצמח. הכנימה מכניסה את הסגנון שלה לצמח, ובכך סוגרת את המעגל, והקלטת ה-EPG מתחילה.

בסופו של דבר הכנימה מכניסה את הסגנון שלה לאלמנט מסננת ומפילה לתוכו ריר למשך מספר דקות, ואחריו שלב הבליעה הארוך, גם הרוק או E שלב אחד וגם הבליעה או E דו פאזה מכילים פוטנציאל זרימה קטן וקצבי. לאחר מכן, זחל מונח על עלה ומשאיר אותו להאכיל מעלה. בעוד שהכנימה שתועדה ב-EPG ממשיכה לאכול מהזרימה בעלה שכן, הנזק שנגרם על ידי הזחל לווריד האמצעי יתחיל אות חשמלי שיועבר דרך ה-phem לעלים האחרים, כולל העלה שממנו ניזונה הכנימה החוטית של EPG.

ניתן למדוד את גודל האות על ידי השוואה לדופק כיול בגודל ידוע, שיושם בעבר במהלך שלב ה-E two או הבליעה. התוצאות מראות כי נזק מתווך של קטרפילר לעלה גורם באופן עקבי לאות חשמלי מורכב וגדול משמעותית בזרימה של עלה שכן עם רכיב איטי ראשון ושני ומונח על גבי הרכיב המהיר הראשון. טכניקת גרף החדירה החשמלית הוצגה בשנות ה-60.

ניטור EPG תרם באופן משמעותי לידע שלנו על חדירת צמחים על ידי כנימות וחרקים אחרים. העניין הכלכלי העיקרי הוא בחקר מנגנוני עמידות הצמח המארח, כמו גם מנגנוני העברה של וירוסים צמחיים. אז הגעתי לרעיון של שימוש ב-EPG כשיטה לאלקטרופיזיולוגיה תוך-תאית בצמחים על ידי יצירת קשר בין הקלטות EPG והקלטות תוך-תאיות שנעשות עם אלקטרודות זכוכית קונבנציונליות שממולאות באשלגן כלורי הן בהקלטות EPC והן בהקלטות קונבנציונליות שנעשו עם אלקטרודות זכוכית.

ישנן שתי רמות מתח, רמת מתח גבוהה יחסית התואמת את המיקום התוך-תאי של קצה אלקטרודת הזכוכית או קצה סגנון AEs, ורמת מתח נמוכה יחסית, התואמת את המיקום התוך-תאי של אלקטרודת הזכוכית או של עינית ה-AEs. במקרה של EPG. בעת גידול כנימות לצורך רישומי PG, בחירת מיני הצמחים והכנימות תלויה במחקר כוונו למחקרים על האופנה המהירה, הכנימה מתאימה, לגדל אותם בחממה בכלובים המקיפים את הגידול.

יש להפוך את הצמחים לכנימות וטפילים באמצעות סינון רשת עדין עם פתחים בפחות ממילימטר, אך צמרות הכלובים צריכות להיות מחומר שקוף כדי לאפשר פוטוסינתזה. כל שבועיים יש להעביר את אוכלוסיית הכנימות לצמחים טריים. 10 עד 20 מבוגרים הם כל מה שצריך, ניתן להיפטר מהכנימות הנותרות.

עבור הקלטות EPG של חרקים, יש לבנות אלקטרודה מיוחדת מפיני מחבר פליז, חוט נחושת באורך של סנטימטר עד שניים, כגון חוטים מכבל חשמל, וחתיכת חוט זהב דק מאוד באורך של כ-1.5 סנטימטרים. כמו כן, השתמש בדבק כסף על בסיס מים ובבורג הלחמה קטן ופשוט עם נוזל הלחמה וחוט הלחמת חוט שרף. כדי להתחיל, ממיסים חתיכת חוט מתכת הלחמה בקצה בורג הלחמה.

לאחר מכן טבלו את ראש מסמר הפליז בטיפת נוזל הלחמה. פנה מיד לקצה חוט הנחושת לקצה בורג ההלחמה, ובכך המיס אותו לסיכת הפליז. כעת יש לנער היטב או מערבול את דבק הכסף כך שהאמולסיה לא תתייצב.

פתח את הבקבוק וטבל את הקצה החופשי של חוט הנחושת בדבק שעל המכסה מתחת לסטריאוסקופ. מחברים את רשת הזהב בחפיפה של לפחות מילימטר אחד ונותנים לדבק הכסף להתייבש. נסו לא למרוח את הדבק על צלחת המיקרוסקופ לאחר ייבוש הדבק, בדקו את המגע בין דבק הכסף לחוט הזהב בו חלקים מחוטי המפרק אינם מודבקים.

הוסף דבק טרי בעזרת סיכה קטנה או חוט נחושת עד שהחרק מוכן. ניתן לאחסן את האלקטרודה שהושלמה בבטחה על קלקר. כדי לתקן את הכנימה, השתמש במכשיר ואקום פשוט שנבנה בבית.

היניקה נשלטת על ידי פיסת נייר קטנה מעל חור כניסה. הפעל את מכשיר הוואקום והזז אותו על צלחת מיקרוסקופ הסטריאו כדי למרכז את קצה היניקה שלו. אסוף כנימה על מברשת צבעי מים בגודל קטן או קטן יותר, והרכיב את הכנימה על צד הגחון שלה לכיוון קצה היניקה לגישה נוחה לגב.

בעזרת המברשת, הסר כל שעווה משטח מהבטן, הנמצאת בשפע בכנימת הכרוב. כעת יש לנער היטב או מערבול את דבק הכסף ובעזרת סיכת חרקים עדינה, למרוח טיפה קטנה של דבק כסף על גב הכנימות. תן לזה להתייבש במשך שתיים-שלוש דקות.

לנער שוב את הבקבוקון ולמרוח טיפת דבק על גבי הטיפה הראשונה המיובשת. לאחר מכן חבר את חוט הזהב של אלקטרודת החרקים המוכנה לטיפה השנייה של דבק הכסף. כשהוא עדיין רטוב, שמור את החוט במקומו מוחזק ללא תנועה בזמן שהדבק מתייבש.

אם במקרה דבק כלשהו עולה על הרגליים או בכל אחת מהכנימות, התחל מחדש עם החיה החדשה. ניתן למחזר את אלקטרודת החרקים. לאחר שהדבק התייבש.

כבה את היניקה ושחרר את הכנימה ממכשיר הוואקום. החרק החוטי מוכן כעת לשימוש להקלטות EPG. כנימות מסוימות עשויות להיות מחווטות ללא קיבוע ואקום.

במקרה זה, הניחו את הכנימה על פיסת רקמת מעבדה, שהיא מחוספסת מספיק כדי שהכנימה תישאר אחיזה. במהלך מריחת הדבק ניתן להכניס חוט זהב לטיפה הראשונה של דבק כסף. אם הטיפה הזו קטנה מדי או אם היא מתייבשת מהר מדי, חוט הזהב לא יתחבר כראוי.

במקרה כזה, פשוט הניחו טיפה קטנה של דבק כסף על גבי הראשונה והכניסו את חוט הזהב, המתינו עד שהדבק יתייבש. לאחר מכן הרם את הכנימה מנייר הטישו בעזרת מברשת עדינה. אחסן את הכנימות החוטיות על ידי הכנסת מסמר הפליז לתוך הקלקר עד לצורך.

כדי להתחיל, הכניסו את צמחי הניסוי לכלוב פאראדיי על תמיכה לא מוליכה כמו צלחת פטרי. כעת, הכנס אלקטרודה צמחית לאדמה של כל עציץ. האלקטרודה הצמחית אינה אלקטרודה קרקעית שצריך לאסוף לכלוב פאראדיי.

לאחר מכן הכנס את סיכת הפליז של האלקטרודה ל- EPG. התאם מראש את מיקום הצמח והחרק עד שהם במגע עם החרק במיקום הרצוי על הצמח. באמצעות תוכנת הממשק Style plus, בעלת תדר דגימה קבוע של 100 הרץ, הזן שם קובץ, ציין את זמן ההקלטה וכתוב טקסט כדי לציין את פרטי הניסוי בשורות ההערות.

לאחר מכן התחל את ההקלטה באמצעות התוכנה על ידי לחיצה על כפתור ההתחלה בפינה השמאלית העליונה. התחל את הניסוי על ידי הורדת הכנימה החוטית על הצמח עד שמונה ערוצים, כלומר ניתן לרשום שמונה חרקים חוטיים בו זמנית על ידי מערך EPG אחד לכל צמח או יותר כנימות בצמח אחד. כאשר הכנימה מכניסה את הסגנון שלה לצמח, המעגל הושלם.

המתחים המשתנים של אות ה- EPG יופיעו על מסך המחשב, יבצעו התאמות של מתח המפעל וירוויחו להקלטה אופטימלית. ברוב המקרים, ייקח לכנימה לפחות שעה להיכנס לשלב הזרימה. הזנת זרימה מתמשכת מסומנת על ידי לפחות 10 דקות של צורת גל E שתיים.

בשלב זה, האלקטרודה מוכנה לרכוש אותות חשמליים מאלמנט המסננת, אותם יש להשרות רק כאשר האות E 2 יציב. חשוב לספק פולס כיול אחד או יותר, שישמשו בהמשך להערכת גודל האותות החשמליים. חיתוך עלה במספריים גורם באופן עקבי לאות חשמלי למרחקים ארוכים הנרכש על ידי הכנימה שנרשמה ב- EPG.

בניסוי מציאותי יותר, זחל רעב משמש כגורם הפציעה. הנזק שנגרם על ידי קטרפילר גורם באופן עקבי לאותות חשמליים איטיים ומהירים העוברים לעלים האחרים וניתן לרכוש אותם באמצעות אלקטרודות EPG. הרעש שנוצר על ידי החדרת הזחל לא ישפיע על התגובה האלקטרופיזיולוגית של הצמח, אך הוא עשוי להסוות אותו כדי למזער את הרעש הזה.

יש לקרקע את הנסיין כדי לבדוק אם זחל מזין גורם לאותות חשמליים בעלה הנאכל. זחל רעב מונח על העלה שמחזיק גם את הכנימה שנרשמה ב-EPG כאשר שני עלים שונים נחתכו ברצף במספריים בצומת הלמינה הפרלית. אלקטרודת EPG שהונחה על הווריד האמצעי של עלה שלם שהיה שכן לשני העלים שנחתכו זיהתה תגובות אלקטרופיזיולוגיות דומות מאותו אלמנט מסננת לפצעים אלה.

אלקטרופיזיולוגיות אלה כללו דה-פולריזציה איטית ודפולריזציה מהירה על גבי האיטית. בניסוי אחר נחתכו גם שני עלים, אך במקרה זה, אחד היה שכן לעלה המכיל את אלקטרודת ה-EPG, ואילו השני לא היה שכן לעלה עם אלקטרודת ה-EPG. במקרה זה, אלמנט המסננת הבודד הגיב אחרת לפצעים.

הפצע בעלה הלא שכן גרם תחילה רק לאות חשמלי איטי, ואילו הפצע לעלה השכן גרם לאות מורכב עם רכיבים איטיים ומהירים. תוצאות אלה מצביעות על כך שאלמנטים של SIV מסוגלים לזהות את מיקום הנזק כאן באמצעות כנימה המחוברת למערכת ה-EPG, רישומים תוך-תאיים נעשו מאלמנט מסננת שולי בעלה של צמח ארבידופסיס. חיתוך עלה שכן גרם לאות חשמלי שהועבר לאלמנט המסננת שבו הוכנס סגנון הכנימה.

בניגוד לאלמנטים מסננים בוורידים עיקריים, יסודות המסננת בוורידים השוליים הגיבו לנזק מרוחק עם גל דה-פולריזציה איטי אחד בלבד שעשוי להתאים לגל הדפולריזציה האיטי באלמנטים של מסננת מרכזית. גרף חדירה חשמלית היא שיטה שיכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחומי האלקטרופיזיולוגיה של הצמח ופיזיולוגיה של הצמח כגון, למשל, אילו על ערוצים, עומדים בבסיס האותות החשמליים למרחקים ארוכים העוברים מעלה לעלה, והכי חשוב, מה תפקידם של אותות אלה בהתאמת הצמחים לסביבתם? לאחר צפייה בסרטון זה, אמור להיות לך מושג כיצד להכין צמחים וחרקים ל- EPG.

הקלטת חיווט חרקים נראית מסובכת, אך הראינו שהיא פשוטה למדי והיא עשויה לעודד אותך ליישם אותה במחקר שלך.