2011년 2월 3일
이 동영상은 호기성 곰팡이로 리그노셀룰로오스성 식물 조직의 저하를 연구하기위한 통제된 환경의 접근 방식을 보여줍니다. 영양 소스 및 습기를 제어하는 능력은 한천 블록 microcosms의 주요 장점이지만, 그 접근 방식은 종종 혼합 성공을 산출. 우리는 재현성, 낮은 다양성의 결과를 얻을 수에 중요한 함정을 해결합니다.
이 절차의 전반적인 목표는 목재 수분과 외인성 기질이 엄격하게 제어되는 페트리 접시 소우주에서 호기성 목재 분해 곰팡이를 접종하는 것입니다. 이것은 먼저 알려진 edia의 정확한 부피를 가진 소우주를 준비함으로써 수행됩니다. 그런 다음 분해 할 목재와 외인성 고체 기판은 기판 간의 접촉을 허용하지 않고 농업 표면의 플라스틱 격자 위에 조립됩니다.
그런 다음 소우주에 접종하고 테스트 곰팡이로 배양합니다. 배양 후 질량 손실을 측정하고 분석을 위해 조직을 준비하기 위해 목판을 수확합니다. 궁극적으로 질량 손실 측정, 균사체 형태 관찰 및 유도 결합 플라즈마 분광법과 같은 표적 원소 분석을 통해 목재 생분해 정도와 외인성 원소 소스의 역할을 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.
안녕하세요, 제 이름은 미네소타 대학교 바이오제품 및 바이오시스템 공학과 조나단 쉴링 박사 연구실의 브룩 제이콥슨입니다. 오늘 우리는 페트리 접시를 호기성 곰팡이에 의한 식물 조직 분해를 위한 미세환경으로 사용하는 절차를 보여드리겠습니다. 우리는 실험실에서 이 절차를 사용하여 곰팡이 리그노셀룰로오스 분해 메커니즘을 연구합니다.
리그노셀룰로오스는 리그닌, 셀룰로오스 및 헤미 셀룰로오스로 구성된 식물 조직입니다. 우리가 가장 자주 연구하는 조직은 오거 블록 설계의 덜 기술적인 측면이 실패의 가장 흔한 원인이자 연구 간 변동성의 주요 원인인 목재 실수로, 오거 블록 설정의 비디오 게시를 유용하게 만듭니다. 우리는 경험을 통해 이 절차가 고품질, 낮은 변동성 결과를 산출한다는 것을 알고 있습니다.
시작하겠습니다. 이러한 실험을 위해 일반적인 페트리 접시보다 1cm 더 깊은 페트리 접시를 사용하여 목판 위의 헤드 스페이스를 늘립니다. 소우주에서.
칼슘과 철분을 함유하지 않기 위해 페트리 접시당 20ml의 에디아를 충분히 만들어 소우주 준비를 시작하십시오. 한천 15g에서 보충제로 수정된 약 400ml의 탈이온수를 포함하는 500ml 부피 플라스크에 한천을 입력합니다. 미리 준비된 원액을 사용하여 혼합물에 미량 영양소를 첨가하십시오.
영양소가 추가되면 부피 플라스크를 500ml 라인까지 채웁니다. 그런 다음 미디어를 1000ml 플라스크로 옮깁니다. 섭씨 121도, 16PSI에서 20분 동안 오토클레이브.
테스트 플레이트를 투여하기 전에 농업이 응고되는 것을 방지하기 위해 플라스크당 500밀리리터의 부피를 초과하지 않도록 주의하십시오. 오토클레이브 후에는 응결을 최소화하기 위해 미디어를 만졌을 때 식히십시오. 이러한 실험에서 수분을 최소화하는 것은 수분 함량 또는 mc로 중요합니다.
80% 이상이 조직에 무산소증을 유발합니다. 호기성 곰팡이에 의한 부패를 제한하고 변동성을 한 번 증가시킵니다. 시원하다. 휴대용 피펫 보조기구와 10ml 멸균 폴리스티렌 피펫을 사용하여 무균 처리하십시오.
한천을 생물 안전 캐비닛의 높은 플레이트 더미로 옮깁니다. 다음으로 플라스틱 메쉬 그리드를 플레이트 바닥 내부에 맞게 넉넉하게 자릅니다. 비누와 물로 그리드를 절단하고 철저히 세척한 후 이 시연을 위해 건조 및 오토클레이브를 위한 메쉬 그리드를 준비합니다.
남부 황송 또는 SYP는 중요한 목재 공급원을 나타내기 때문에 사용됩니다. 미국의 주거용 주택에서는 처리되지 않은 목재를 사용하고 곡물을 따라 단일 세로 절단에서 19 x 19mm 매듭이 없는 블록을 자릅니다. 이 길이를 19mm 세제곱 블록으로 자릅니다.
19mm 큐브 블록을 톱 대신 끌과 망치를 사용하여 곡물을 따라 반으로 나눕니다. 이것은 농업 블록 소우주의 플라스틱 메쉬 위에 아래를 향하도록 하나의 거친 블록 가장자리를 만들고 레이블을 붙일 부드러운 상단 가장자리를 만듭니다. 블록의 매끄러운 가장자리에 연필로 라벨을 붙이고, 오염 모니터 및 오븐 건조 물질에 대해 병렬로 조절된 기준 데이터 샘플로 사용되는 비접종 대조군뿐만 아니라 오염 모니터 및 기준선 데이터 샘플로 사용할 수 있을 만큼 충분히 자르고, 샘플을 알루미늄 유청 팬에 넣고 섭씨 100도의 대류 오븐에 48시간 동안 넣습니다.
샘플을 오븐에서 건조제에 옮겨 한 번 식히십시오. 시원하다. 초기 오븐 건조 중량을 결정하기 위해 샘플의 무게를 미리 측정합니다. 마지막으로, 젖음을 최소화하기 위해 호일로 단단히 싸서 오토클레이브용 플라스틱 그리드와 목재를 포함한 샘플을 준비합니다.
따라서 각 샘플을 개별적으로 포장할 필요는 없지만 증기 노출이 낮고 일정합니다. 라벨이 부착된 샘플을 섭씨 121도 및 16PSI에서 1시간 동안 오토클레이브합니다. 멸균 생물 안전 캐비닛에서 빈 AE, 접종 메쉬 식물 기질 외인성 재료용 소스 플레이트, 샤피 파라폼 스트립, 겸자 및 전사 도구를 조립합니다.
접종의 다음 단계는 오염 위험을 최소화하기 위해 농산물에 품목을 추가하고 페트리 접시를 포함하는 것입니다. 화염 전사 도구와 집게는 95% 에탄올이 사용됩니다. 먼저 페트리 접시에 플라스틱 메쉬를 추가합니다.
그런 다음 여기에 나무 기판을 추가합니다. 메쉬의 길이를 따라 두 개의 나무 블록이 추가되어 수확 초기와 후기 수확의 데이터를 쌍으로 만들 수 있습니다. 이 블록은 곡물과 나란히 추가되고 곰팡이 접종의 근원 지점을 향합니다.
다음으로 외인성 물질을 추가합니다. 여기. 석고의 역할은 사상 곰팡이에 의한 부패에 대해 테스트되고 있습니다. 따라서 곰팡이는 나무에 도달하기 전에 이러한 석고 디스크를 만나야 합니다.
각 블록과 메쉬 상단의 접종 포인트 사이에 하나의 석고 디스크가 추가됩니다. 나무에 있는 디스크 사이의 접촉을 피하고 서로 가까이 두십시오. 곰팡이 접종의 경우 직경 7mm의 4 번 코르크 보어를 사용하여 20 밀리리터의 한천에서 자란 2 주 배양물로 플러그를 만듭니다.
이것은 접종량을 조절하는 데 도움이 됩니다. 접종되지 않은 대조군의 경우 멸균 플레이트에서 플러그를 추가하는 것이 가장 좋습니다. 접종물과 외인성 기질 또는 목재 사이의 접촉을 허용하지 말고 서로 가깝게 두십시오.
블록당 하나의 접종 플러그를 사용하십시오. 면도기로 자른 파라메트로 접시를 밀봉하고 플레이트를 수평으로 잡고 파라를 부드럽고 연속적인 동작으로 감쌉니다. 마지막으로, 알코올 내성 마커를 사용하여 접시 뚜껑에 레이블을 붙이고 블록 번호를 각 기판 바로 위에 표시합니다.
또한 석고 디스크 위에 원을 그립니다. 플레이트를 생물학적 인큐베이터로 조심스럽게 옮겨 내용물이 부딪히지 않도록 하고 온도 변화로 인한 응결을 최소화합니다. 여기에 사용 된 조건은 섭씨 20도이며 어둠 속에서 마지막 수확을 제외하고 무균으로 시계열 수확을 수행합니다.
5주차 수확 시점에서 전체 처리 로트를 제거합니다. 각 바닥과 상단에 70% 에탄올을 뿌리고 화염 집게를 사용하여 생물 안전 캐비닛 내부의 물질을 제거합니다. 농업 판을 파괴하기 전에 사진을 찍고 morph F 또는 멜론에 초점을 맞추십시오.
그런 다음 처리할 블록을 제거합니다. 여분의 pha는 굴려버리되 썩은 재료 오븐을 잃지 않도록 주의하십시오. 알루미늄 팬의 블록을 건조시키고 과도한 위킹을 모니터링하기 위해 컨트롤의 신선하고 건조한 무게를 사용하여 질량 손실을 결정합니다.
질량 손실 데이터는 붕괴 진행 상황을 측정하는 데 도움이 되며 중요한 데이터입니다. 원소 농도를 그램 중량 기준으로 계산해야 하는 경우 백분율 데이터를 정규화해야 합니다. 통계를 위해 분명히 물에 잠긴 짙은 갈색 블록에 레이블을 지정하고 추적하십시오.
마지막으로, 오토클레이브 백의 배양물을 파괴하여 플라스틱 지지 메쉬 및 향후 실험에 사용하기 위해 재활용할 수 있는 기타 구성 요소를 절약합니다. 농업 블록 소우주 설정을 사용하여 소나무 나무 블록은 플라스틱 메쉬 위에 놓여 블록을 농업 접촉 위로 들어 올립니다. 원형 크레인은 석고 표면과 직접 접촉하여 나무 블록으로 자랐습니다.
이 균사체는 목재와 외인성 영양 원소 공급원 사이의 중요한 연결을 나타냅니다. 한천 또는 고체 물질에서 이러한 외인성 물질 공급원을 제어하는 데 있어 농업 블록 설계와 토양 블록 설계의 주요 이점은 5주 및 15주 후 ser crain's에 의한 목재 부패 정도의 척도로서 평균 중량 감소 비율입니다. 농업 블록 소우주에서 소나무를 사용한 배양이 여기에 나와 있습니다.
치료는 전혀 이루어지지 않았다. 동일한 문자 아래의 각 수확 막대에 대해 99% 이상의 순수 석고 또는 1%철 수정 석고보다 큰 한천에 첨가된 5밀리몰 염화칼슘은 크게 다르지 않습니다. 표준 편차를 나타내는 오차 막대를 사용하여 대조군 갈색 썩은 소나무 블록에서 60% 이상의 중량 감소가 관찰되었으며, 이는 50% 이상의 부패라는 미국 시험 재료 협회 표준 목표를 충족합니다.
붕괴의 평균 변동 계수는 16주차에 0.055였습니다. 낮은 변동성 외에도 치료 효과가 관찰되었습니다. 곰팡이 부패는 칼슘 첨가로 억제되었는데, 이는 염화칼슘 또는 순수한 석고로 한천에
첨가되었다.흥미롭게도, 붕괴율은 석고에 철을 첨가하면 반등합니다. 칼슘이 아닌 철분을 제안하는 것은 붕괴 15주에 5번의 반복을 관찰하는 데 중요합니다. 동일한 갈색 썩음병, 시험 균류, 원형 lamins에 의해, 균사체의 색깔은 mein을 계시한다.
처리, 블록이 제거되고 위로 올라가 건조된 처리에 따른 외부 균사의 차이. 칼슘 프리 치료에 mein이 부족하다는 것을 밝힙니다. 순수한 칼슘 처리에 있는 황변 및 철에 있는 녹 외관은 처리를 수정했다.
컨트롤은 비교를 위해 접종되지 않은 블록을 나타냅니다. 흥미롭게도, mein 효과는 높은 철분 매체를 사용하여 손실됩니다. 총체적으로 이 곰팡이는 칼슘이 아닌 철을 사용한다는 것을 시사합니다.
이 자료에서는 오거 블록 설정을 사용하여 호기성 사상 균류에 의한 식물 조직의 생분해를 성공적으로 테스트하는 방법을 보여주었습니다. 이 절차를 수행할 때 기질, 특히 식물 조직과 오거가 서로 접촉하지 않도록 하고 오거와 혈소판의 수분 함량을 최소화하고 배양 전에 각 플레이트의 내용물이 이동하지 않았는지 다시 확인하는 것이 중요합니다. 이러한 변수를 염두에 두면 토양 블록 설정을 사용할 때보다 훨씬 더 잘 부패 환경을 제어할 수 있습니다.
연구 질문에 답하는 데 필요한 통계적 힘을 가진 데이터를 생성할 수 있습니다. 그게 다야. 시청해 주셔서 감사드리며 실험에 행운을 빕니다.
전체 스크립트를 보고 수천 개의 과학 동영상에 액세스하세요
이 동영상은 호기성 곰팡이에 의한 리그노셀룰로스 식물 조직의 분해를 연구하기 위한 통제된 환경 접근법을 시연합니다. 이 방법은 재현 가능한 결과를 얻기 위해 목재 수분 및 외인성 기질을 엄격하게 조절합니다.
Controlled agar-block microcosms enable precise interrogation of fungal-driven plant tissue decomposition, supporting mechanistic de-risking in early bioprocess discovery. This approach addresses variability and nutrient control limitations inherent in soil-block methods, enhancing predictive confidence for biopharma R&D targeting lignocellulosic degradation. The method's reproducibility and quantitative outputs position it as a foundational tool for pipeline advancement in bioenergy and bioremediation research.
This agar-block microcosm method integrates at the interface of early discovery and lead identification, supporting downstream assay development and translational research in fungal biotechnology.