Visualizzazione e misurazione radice crescita in situ è estremamente impegnativo. Presentiamo un metodo rhizobox personalizzabile per tracciare lo sviluppo delle radici e la proliferazione nel tempo in risposta all'arricchimento in nutrienti. Questo metodo viene utilizzato per analizzare le differenze genotipiche mais nella plasticità di radice in risposta a una fonte di azoto organico.
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Articolo metodologico
Un protocollo di Rhizobox ottimizzato per visualizzare la crescita delle radici e tempi di risposta alle sostanze nutrienti localizzate
In questo articolo
Sommario
Abstract
Le radici sono notoriamente difficili da studiare. Il suolo è sia una barriera meccanica e visiva, rendendo difficile per tenere traccia le sue radici in situ senza raccolto distruttivo o attrezzature costose. Presentiamo un metodo rhizobox personalizzabile e accessibile che permette la visualizzazione non distruttiva della crescita delle radici nel tempo ed è particolarmente adatto allo studio della plasticità di radice in risposta alle patch di risorsa localizzata. Il metodo è stato convalidato da valutare mais variazione genotipica nelle risposte di plasticità per patch contenente 15N-labeled legume residuo. Metodi sono descritti per ottenere misurazioni rappresentative dello sviluppo nel corso del tempo, misurare la densità di lunghezza di radice in cerotti contenenti risorse e controllo, calcolare i tassi di crescita di radice e determinare 15N recupero di radici e germogli. Vantaggi, avvertenze e le potenzialità future applicazioni del metodo inoltre sono discussi. Anche se deve prestare attenzione a garantire che le condizioni sperimentali non bias dati di crescita di radice, il protocollo di rhizobox presentato qui produce risultati affidabili se effettuati con sufficiente attenzione al dettaglio.
Introduzione
Anche se spesso trascurato rispetto alle loro controparti aboveground, radici svolgono un ruolo critico nell'acquisizione dei nutrienti vegetali. Dato il costo di carbonio sostanziale della radice costruzione e manutenzione, le piante hanno sviluppato meccanismi per sviluppare radici solo dove foraggiamento vale l'investimento. Sistemi della radice può così efficientemente e in modo dinamico miniera patch risorsa di proliferare negli hotspot, upregulating tassi di assorbimento e di sostanze nutritive rapidamente dispostamento per il floema per ulteriore trasporto1. Le risposte di plasticità possono variare ampiamente tra pianta specie o genotip....
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Protocollo
1. preparazione di anteriore e posteriori pannelli e distanziali
- Preparare i pannelli anteriori e posteriori.
- Tagliate due pezzi di spessore acrilico chiaro 0,635 cm a 40,5 cm largo da 61 cm lungo per scatola o acquistare pezzi pre-tagliati (Vedi Tabella materiali).
- Utilizzando un trapano con progettato per acrilico, praticare fori 0,635 cm di diametro 1,3 cm dai bordi laterali a 2,5, 19, 38 e 53,3 cm dall'alto. Praticare fori 1,3 cm dal bordo inferiore a 2,5, 20,3 e 38 cm dal lato sinistro (Figura 1).
Nota: È più efficiente utilizzare un trapano per una pila di sei a dieci fogli alla volta....
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Risultati
Radici è cresciuto preferenzialmente contro la parte posteriore della scatola, come anticipato. Lunghezza totale della radice tracciata sulla parte posteriore della scatola ha variata da 400 a 1.956 cm, rispetto ai 93-758 cm sulla parte anteriore della scatola. Sono stati calcolati i coefficienti di correlazione di Pearson pairwise tra lunghezza della radice digitalizzati e lunghezza della radice tracciata sulla parte anteriore della scatola, retro della scatola, e la somma della parte an.......
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Discussione
Il rizobox descritto in questo protocollo può essere utilizzato per rispondere alle varie domande in radice e rizosfera scienza e hanno trovato diversi usi altrove10,20,21,22,23 , 24 , 25. altri ricercatori hanno catturato immagini time-lapse del rizobox21,.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori si desidera ringraziare anonimi utenti per loro feedback, così come J.C. Cahill e Tan Bao per primo orientamento sullo sviluppo del protocollo rhizobox. Finanziamento è stato fornito dalla Fondazione per l'alimentazione e l'agricoltura ricerca, l'Istituto nazionale di noi dipartimento dell'agricoltura (USDA) di alimentazione e l'agricoltura, Agricultural Experiment Station progetto CA-D-PLS-2332-H, a.g. e dall'UC Davis dipartimento di impianto Scienze attraverso una borsa di J.S.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Tubo in PVC diametro 1,27 cm | JM Eagle | 530048 | 305 cm per scatola, tagliato in lunghezze come specificato nel protocollo |
| Gomiti laterali in PVC | Lasco | 315498 | 2 per scatola |
| Gomiti in PVC a 90 gradi | Charlotte | PVC 02300 0600 | 4 per scatola |
| Giunti a T in PVC | Charlotte | PVC 02402 0600 | 4 per scatola |
| Lastre acriliche estruse | TAP Plastics | N/A | 2 per scatola, 0,64 cm di spessore x 40,5 cm di larghezza x 61 cm di lunghezza |
| Distanziatori in HDPE (lati) | TAP Plastics | N/A | 2 per scatola, 0,64 cm di spessore x 2,5 cm di larghezza x 57 cm di lunghezza |
| Distanziatori in HDPE (fondo) | TAP Plastics | N/A | 1 per scatola, 0,64 cm di spessore x 2,5 cm di larghezza x 40,5 cm di lunghezza |
| Distanziatori in HDPE (patch) | TAP Plastics | N/A | 2 per scatola, 0,64 cm di spessore x 3,8 cm di larghezza x 28 cm |
| di lunghezza Imbottitura in poliestere | Fairfield | #A-X90 | Striscia di 2,5 cm x 40,5 cm per scatola |
| 20 viti filettate | N/A | N/A | 3,2 cm di lunghezza, 0,64 cm di diametro |
| Rondelle | N/A | N/A | 0,64 cm di diametro interno |
| Dadi esagonali | N/A | N/A | dimensionato per adattarsi alle viti |
| Tessuto di privazione della luce | Americover, Inc. | Bold 8WB26.5 | 1 pezzo di 95 cm di larghezza e 69 cm di lunghezza per scatola |
| Sand | Quikrete | No. 1113 | |
| Terreno di campo | N/A | N/A | |
| Lucidi per tracciare | FXN | FXNT1319100S | Uno per lato della scatola da tracciare |
Riferimenti
- Hodge, A. Roots: The Acquisition of Water and Nutrients from the Heterogeneous Soil Environment. Progress in Botany 71. , 307-337 (2010).
- Grossman, J. D., Rice, K. J. Evolution of root plasticity responses to variation in soil nutrient distribution and concentration. Evolutionary Applications. 5 (8), 850-857 (2012).
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Ristampe e permessi
