Utilizzo dei cambiamenti nella trasmissione fogliare per studiare il movimento del cloroplasto in Arabidopsis thaliana

Questo metodo misura i cambiamenti nella trasmissione della luce delle foglie come proxy per il movimento del cloroplasto che influenza l'assorbimento della luce delle foglie a diversi livelli a seconda della specie, dell'ambiente e delle mutazioni. Questo conveniente dispositivo costruito in casa consente di quantificare i cambiamenti dinamici nel movimento del cloroplasto in modo semplice e semi-automatizzato. I dati completano gli studi di microscopia.

È importante seguire attentamente le istruzioni e trattare lo strumento con cura. Per iniziare, collegare il dispositivo di trasmissione a una fonte di alimentazione stabile e premere l'interruttore di alimentazione del dispositivo per ripristinare lo strumento. Quindi, collega l'iPad a una fonte di alimentazione stabile.

Premere il pulsante della schermata iniziale per attivare lo schermo e inserire il passcode per accedere. Premere l'icona delle impostazioni, seguita dall'icona del display e della luminosità. Quindi, premere il blocco automatico e selezionare mai per assicurarsi che lo schermo rimanga acceso in modo permanente in modo che il programma venga eseguito senza alcuna interruzione.

Quindi premere il pulsante della schermata iniziale per tornare alla schermata principale. Dopo aver chiuso tutte le applicazioni, trova e apri l'app LeafSensor e inserisci le informazioni nella schermata verde che mostra i campi di testo e bianchi. Assicurati che la parola connesso sia visualizzata nella parte inferiore dello schermo, indicando che l'app sta comunicando con il dispositivo di trasmissione.

Se viene visualizzato il messaggio Adafruit NOT Found, verificare che il dispositivo sia collegato e premere nuovamente il pulsante start sul dispositivo. Compila i primi quattro campi nella pagina dell'app per impostare le condizioni per una breve esecuzione di test con clip a foglia aperta senza foglie. Inizia con il nome dell'esperimento nel campo denominato nome dell'esperimento, quindi scegli quante diverse intensità di luce blu verranno utilizzate nell'esperimento digitando il numero nel campo denominato numero di intensità luminose, quindi digita le intensità della luce blu da utilizzare selezionando un numero intero compreso tra 0 e 3.000 e separa ogni intensità dalla successiva con una virgola nel campo denominato intensità blu.

Digitare il periodo di tempo per ogni intensità di luce blu nel campo denominato durata blu. Premi Avvia esperimento nella sezione centrale dello schermo. Nella parte inferiore dello schermo verranno visualizzati otto trattini con il messaggio Avvia esperimento.

Lascia che l'esperimento venga eseguito fino a quando non vengono visualizzati i primi dati. Dopo esserti assicurato che nessuna luce venga emessa dal LED per i primi due minuti, osserva l'emissione di luce blu debole per due minuti e poi l'emissione di luce blu forte per altri due minuti. Osserva anche l'intensa luce rossa che emette brevemente dal LED una volta al minuto durante questa sequenza.

Verifica lo stato dell'esperimento finito indicato dal messaggio Esperimento completato nella parte inferiore sinistra della pagina dell'app, quindi premi due volte il pulsante della schermata iniziale. Scorri rapidamente fuori dall'app e riaprila. Reimpostare lo strumento premendo il pulsante di accensione / spegnimento per preparare lo strumento per una corsa con le foglie.

Al buio, usando solo luce bianca o verde molto bassa, scegli una foglia larga dalla pianta adattata al buio per coprire il LED. Preparare la striscia di carta da filtro di circa la lunghezza di una clip a foglia. Quindi praticare un foro nella parte superiore della striscia di carta da filtro per evitare di coprire il LED.

Posizionare una carta da filtro inumidita sulla parte della clip foglia che contiene il LED. Rimuovere la clip per foglie adattata al buio dalla piastra di Petri e quindi posizionare la foglia sulla parte superiore della carta da filtro bagnata della sua clip fogliare, assicurandosi che la superficie fogliare assiale sia rivolta verso il LED. Quindi posizionare l'altra parte della clip foglia con un transistor fotografico sulla parte superiore.

Se necessario, utilizzare un elastico per tenere insieme due parti di clip foglia. Posizionare la clip fogliare nella rispettiva barca e utilizzando una pipetta, riempire i serbatoi con acqua, assicurandosi che la foglia o almeno la carta da filtro tocchi l'acqua per evitare la disidratazione delle foglie durante la corsa. Configura l'app LeafSensor sull'iPad e digita EXPLORA1 nel campo denominato nome dell'esperimento.

Digitare 10 nel campo denominato numero di intensità luminose. Quindi inserisci i numeri nel campo denominato intensità blu e durata blu. Premere Avvia esperimento.

Dopo il primo minuto, osservare i valori di output visualizzati. Se i valori sono lontani, controlla se le foglie sono state posizionate correttamente nelle clip fogliari. Al termine dell'esecuzione, i dati verranno salvati automaticamente.

Dopo aver ruotato lo schermo in posizione verticale, sullo schermo appariranno due opzioni, salva e utilità. Premere Utilità e quindi dall'elenco dei file salvati, selezionare il file EXPLORA1. Sotto l'elenco dei file, EXPLORA1 apparirà ora nell'esperimento selezionato.

Quindi, premere E-mail. Inserisci un indirizzo e-mail e il file EXPLORA1 verrà automaticamente allegato al messaggio, quindi premi Invia. I dati percentuali di trasmissione sono stati tracciati contro il tempo che mostrano che la trasmissione di Arabidopsis thaliana è diminuita a basse intensità di luce, mentre una risposta di evitamento è stata indotta quando le intensità della luce sono ulteriormente aumentate.

Vengono mostrati i valori medi di trasmissione percentuale delle foglie di Arabidopsis thaliana selvatiche e mutanti durante le lunghe corse di 19 ore. Quando le foglie sono state esposte a bassa luce blu sia nei mutanti wild-type che in quelli phot2, la rapida diminuzione iniziale della trasmissione è stata seguita da una lenta diminuzione, indicando che i cloroplasti si stavano muovendo nella risposta di accumulo. Rispetto al wild-type, phot1 ha mostrato una ridotta risposta all'accumulo.

Quando l'intensità della luce blu viene aumentata gradualmente dopo 11 ore, la trasmissione percentuale aumenta e i cloroplasti si spostano nella risposta di evitamento. I gradi di variazione della trasmissione percentuale rispetto al valore scuro, chiamato anche Delta T, dipendevano dalle esatte intensità della luce blu. I valori negativi indicano che le foglie hanno mostrato una risposta di accumulo, mentre i valori positivi indicano una risposta di evitamento.

La velocità di variazione della trasmissione è calcolata come la pendenza del cambiamento nella trasmissione quando la luce viene aumentata. Nell'esempio rappresentativo, la velocità di trasmissione è cambiata durante le risposte iniziali quando è stata attivata l'evitamento quando l'intensità della luce blu è stata aumentata. Quando si studiano i cambiamenti di trasmissione in un mutante o in una specie non caratterizzati, confermare come i valori di trasmissione e le posizioni dei cloroplasti siano correlati con uno studio al microscopio.