שימוש בשינויים בהעברת עלים כדי לחקור את תנועת הכלורופלסט בתאליאנה של Arabidopsis

שיטה זו מודדת שינויים בהעברת אור של עלים כפרוקסי לתנועת כלורופלסט המשפיעה על ספיגת האור של עלים בדרגות שונות בהתאם למינים, לסביבה ולמוטציות. מכשיר ביתי במחיר סביר זה מאפשר לכמת את השינויים הדינמיים בתנועת הכלורופלסט בצורה פשוטה ואוטומטית למחצה. הנתונים משלימים מחקרי מיקרוסקופיה.

חשוב לעקוב מקרוב אחר ההוראות ולטפל במכשיר בזהירות. כדי להתחיל, חבר את התקן השידור למקור מתח יציב ולחץ על מתג ההפעלה של ההתקן כדי לאפס את המכשיר. לאחר מכן, חברו את ה-iPad למקור מתח יציב.

לחץ על לחצן מסך הבית כדי להפעיל את המסך ולהזין את קוד הגישה כדי להיכנס. הקש על סמל ההגדרות ולאחריו סמל התצוגה והבהירות. לאחר מכן, לחץ על הנעילה האוטומטית ובחר לעולם לא כדי להבטיח שהמסך יישאר מופעל לצמיתות כך שהתוכנית תפעל ללא כל הפרעה.

לאחר מכן לחץ על לחצן מסך הבית כדי לחזור למסך הראשי. לאחר סגירת כל היישומים, חפש ופתח את האפליקציה LeafSensor והזן את המידע במסך הירוק המציג טקסט ושדות לבנים. ודא שהמילה המחוברת נראית בחלק התחתון של המסך, דבר המציין שהאפליקציה מקיימת תקשורת עם התקן השידור.

אם מופיעה ההודעה Adafruit NOT Found, ודא שההתקן מחובר לחשמל ולחץ שוב על לחצן ההתחלה בהתקן. מלא את ארבעת השדות הראשונים בדף האפליקציה כדי להגדיר את התנאים לריצת בדיקה קצרה עם סרטוני עלים פתוחים ללא עלים. התחל עם מתן שם לניסוי בשדה בשם שם הניסוי, ולאחר מכן בחר כמה עוצמות שונות של אור כחול ישמשו בניסוי על-ידי הקלדת המספר בשדה בשם מספר עוצמות האור, ולאחר מכן הקלד את עוצמות האור הכחול שישמשו על-ידי בחירת מספר שלם בין 0 ל- 3, 000 והפרד כל עוצמה מהשנייה עם פסיק לשדה הנקרא עוצמות כחולות.

הקלד את משך הזמן עבור כל עוצמת אור כחול בשדה הנקרא משך זמן כחול. לחץ על התחל ניסוי בחלק האמצעי של המסך. בחלק התחתון של המסך יופיעו שמונה מקפים עם ההודעה 'התחל ניסוי'.

תן לניסוי לרוץ עד שהנתונים הראשונים יופיעו. לאחר הבטחת שום אור לא נפלט מן LED במשך שתי הדקות הראשונות, להתבונן בפליטת אור כחול חלש במשך שתי דקות ולאחר מכן את פליטת אור כחול חזק במשך שתי דקות נוספות. גם לצפות באור אדום אינטנסיבי פולט בקצרה מן LED פעם בדקה לאורך רצף זה.

בדוק אם יש את המצב 'ניסוי מוגמר' שצוין על-ידי ההודעה 'ניסוי הסתיים' בפינה הימנית התחתונה של דף האפליקציה, ולאחר מכן לחץ פעמיים על לחצן מסך הבית. החלק במהירות אל מחוץ לאפליקציה ופתח אותה שוב. אפס את המכשיר על-ידי לחיצה על כפתור ההפעלה/כיבוי כדי להכין את הכלי לריצה עם עלים.

בחושך, תוך שימוש באור לבן או ירוק נמוך מאוד בלבד, בחרו עלה אחד רחב מהצמח המותאם כהה כדי לכסות את נורית ה-LED. הכן את רצועת נייר הסינון של בערך אורך של מהדק עלה. לאחר מכן ניקוב חור בחלק העליון של רצועת נייר המסנן כדי למנוע כיסוי נורית LED.

הנח נייר סינון לח על חלק מהדק העלים המכיל את נורית ה- LED. הסר את קליפ העלים המותאם כהה מצלחת פטרי ולאחר מכן הנח את העלה על החלק העליון של נייר המסנן הרטוב של קליפ העלים שלו, מה שמבטיח שמשטח העלה האדאקסיאלי פונה ל- LED. לאחר מכן הניחו את חלק קליפ העלה השני עם טרנזיסטור צילום בחלק העליון.

במידת הצורך, השתמש בגומייה כדי להחזיק שני חלקי קליפ עלים יחד. מניחים את קליפ העלים בסירה המתאימה ובאמצעות פיפטה, ממלאים את המאגרים במים, ומבטיחים שהעלה או לפחות נייר הסינון נוגע במים כדי למנוע התייבשות של העלים במהלך הריצה. הגדירו את האפליקציה LeafSensor ב-iPad והקלד EXPLORA1 בתחום ששמו שם הניסוי.

הקלד 10 בשדה בשם מספר עוצמות האור. לאחר מכן הזן את המספרים בשדה הנקרא עוצמות כחולות ומשך כחול. לחץ על התחל ניסוי.

לאחר הדקה הראשונה, שים לב לערכי הפלט המופיעים. אם הערכים רחוקים, בדוק אם העלים הונחו כראוי בתוך קליפי העלים. לאחר השלמת ההפעלה, הנתונים יישמרו באופן אוטומטי.

לאחר סיבוב המסך במיקום זקוף, שתי אפשרויות, שמירה וכלי עזר, יופיעו על המסך. לחץ על כלי שירות ולאחר מכן מתוך רשימת הקבצים שנשמרו, בחר את הקובץ EXPLORA1. מתחת לרשימת הקבצים, EXPLORA1 יופיע כעת בניסוי שנבחר.

לאחר מכן, לחץ על דואר אלקטרוני. הזן כתובת דואר אלקטרוני וקובץ EXPLORA1 יצורף באופן אוטומטי להודעה ולאחר מכן הקש על שלח. נתוני השידור באחוזים שורטטו נגד הזמן המראים כי העברת טאליאנה הערבית ירדה בעוצמות אור נמוכות, בעוד תגובת הימנעות נגרמה כאשר עוצמות האור גדלו עוד יותר.

ערכי השידור הממוצעים של סוגי הבר והמוטציה Arabidopsis thaliana משאירים במהלך ריצות ארוכות של 19 שעות מוצגים. כאשר העלים נחשפו לאור כחול נמוך הן בסוג פראי והן במוטנטים של פוט2, הירידה המהירה הראשונית בשידור לוותה בירידה איטית, מה שמצביע על כך שהכלורופלסטים נעו לתגובת ההצטברות. בהשוואה לסוג הבר, פוט1 הראה תגובת הצטברות מופחתת.

כאשר עוצמת האור הכחול מוגברת צעד אחד קדימה לאחר 11 שעות, אחוז השידור עולה והכלורופלסטים עוברים לתגובת ההימנעות. דרגות השינוי בהעברת האחוזים ביחס לערך הכהה, המכונה גם דלתא T, היו תלויות בעוצמות האור הכחול המדויקות. הערכים השליליים מצביעים על כך שהעלים הראו תגובת הצטברות, בעוד שערכים חיוביים מצביעים על תגובת הימנעות.

מהירות השינוי בשידור מחושבת כשיפוע השינוי בהעברת ההילוכים כאשר האור גדל. בדוגמה הייצוגית, מהירות השידור השתנתה במהלך התגובות הראשוניות כאשר ההימנעות הופעלה ככל שעוצמת האור הכחול גדלה. כאשר חוקרים את שינויי השידור במוטנט או מין לא אופייניים, אשרו כיצד ערכי השידור ותנוחות הכלורופלסט מתואמים עם מחקר מיקרוסקופי.