Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Katalytische opruiming van Plant reactieve zuurstof soorten In Vivo door anionogene Cerium Oxide nanodeeltjes

8.8K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/58373

⸱

26 augustus 2018

 ,  ,  , 
1Department of Botany and Plant Sciences, University of California, 2Department of Microbiology and Plant Pathology, University of California

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Hier presenteren we een protocol voor de synthese en de karakterisering van nanodeeltjes (nanoceria) oxide cerium voor ROS (reactieve zuurstof soorten) opruiming in vivo, nanoceria in plantaardige weefsels door confocale microscopie en in vivo imaging monitoring van nanoceria ROS opruiming door confocale microscopie.

Samenvatting

Accumulatie van reactieve zuurstof soorten (ROS) is een kenmerk van de plant abiotische stress-respons. ROS spelen een dubbelrol in planten door op te treden als signalering moleculen op een laag niveau en schadelijke moleculen op een hoog niveau. Accumulatie van ROS in gespannen planten kan beschadigen metabolieten, enzymen, lipiden en DNA, waardoor een vermindering van de plantengroei en rendement. Het vermogen van cerium oxide nanodeeltjes (nanoceria) om catalytically opruimen ROS in vivo biedt een uniek instrument te begrijpen en bioengineer plant abiotische stress tolerantie. Hier presenteren we een protocol om te synthetiseren en karakteriseren van poly (acryl) zure gecoate nanoceria (PNC) interface van de nanodeeltjes met planten via blad lamina infiltratie en controleren van hun distributie en ROS opruiming in vivo met behulp van de confocal microscopie. Huidige moleculaire tools voor het manipuleren van ROS accumulatie in planten zijn beperkt tot model soorten en moeizame transformatie methoden vereisen. Dit protocol voor in vivo opruiming ROS heeft het potentieel om te worden toegepast op wild type planten met brede bladeren en blad structuur zoals Arabidopsis thaliana.

Inleiding

Cerium oxide nanodeeltjes (nanoceria) worden veel gebruikt in levende organismen, van fundamenteel onderzoek naar bioengineering, als gevolg van hun verschillende katalytische reactieve zuurstof soorten (ROS) opruiming vermogen1,2,3. Nanoceria hebben ROS opruiming capaciteiten als gevolg van een groot aantal oppervlakte zuurstof vacatures die afwisselend twee oxidatie Staten (Ce3 + en CE-4 +) 4,5,6. ROS opruimen de Ce3 + bungelende obligaties effectief terwijl de lattice stammen op nanoschaal bevorderen het herstel van deze defect sites via redox reacties7fietsen. Nanoceria zijn ook recent gebruikt voor het bestuderen van engineering-en pootgoed en functie8,9. Planten onder abiotische stress Ervaar accumulatie van ROS, oxidatieve schade aan lipiden, eiwitten en DNA10. In A. thaliana planten leidt nanoceria katalytische opruiming van ROS in vivo tot verbeterde plant fotosynthese onder hoge licht, warmte en koelen benadrukt8. Toepassing nanoceria bodememissies ook verhogingen schieten biomassa en graan opbrengst van tarwe (Triticum aestivum)11; koolzaad (Brassica napus) planten behandeld met nanoceria hebben hogere plantaardige biomassa onder zout stress12.

Nanoceria bieden bioengineers en planten biologen een nanotechnologie gebaseerde hulpprogramma abiotische stress reacties te begrijpen en te verbeteren plant abiotische stress tolerantie. Nanoceria de in vivo ROS opruiming mogelijkheden zijn onafhankelijk van plantensoorten, en de facile levering in plantaardige weefsels heeft het potentieel om de brede toepassing buiten modelorganismen inschakelen. In tegenstelling tot andere genetisch gebaseerde methoden, nanoceria vereisen geen krommen van de plant met de overexpressie van antioxidant enzymen voor hogere ROS opruiming vermogen13. Blad lamina infiltratie van nanoceria aan planten is een praktische benadering voor lab gebaseerde onderzoek.

Het algemene doel van dit protocol is voor het beschrijven van 1) de synthese en karakterisering van negatief geladen poly (acryl) zure nanoceria (PNC), 2) de levering en tracking van PNC hele blad cellen, en 3) de bewaking van de PNC ingeschakelde ROS opruiming in vivo. In dit protocol zijn negatief geladen poly (acryl) zure nanoceria (PNC) gesynthetiseerd en gekenmerkt door hun absorptiespectrum, hydrodynamische diameter en zeta potentiële. Beschrijven we een eenvoudige blad lamina infiltratie methode om te leveren PNC in plant blad weefsels. Voor in vivo imaging van nanoparticle distributie binnen mesophyl cellen, was een fluorescente kleurstof (DiI) gewend label PNC (DiI-PNC) en observeren van de nanodeeltjes via confocal fluorescentie microscopie. Tot slot, we uitleggen hoe om te controleren in vivo PNC ROS opruiming via confocale microscopie.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. het kweken van A. thaliana planten

  1. A. thaliana zaaien in 5 x 5 cm wegwerp potten gevuld met standaard bodem mix. 32 deze potten gestoken met een kunststof tray gevuld met water (~ 0.5 cm diepte) en breng het kunststof dienblad met de planten in een plant groei kamer.
    1. De groei kamer instellingen als volgt ingesteld: 200 µmol/ms fotosynthetische actieve straling (PAR), 24 ± 1 ° C dag en 21 ± 1 ° C nacht 60% vochtigheid en 14/10 h dag/nacht licht regime, respectievelijk.
  2. Dun elke pot te laten slechts één individuele plant na een week van kiemkracht. Let op dat de zaailingen met vergelijkbare grootte in elke pot.
  3. De potten water door gieten tap water rechtstreeks op de kunststof dienblad eenmaal per twee dagen. Groeien de planten voor vier weken. A. thaliana planten zijn klaar voor verder gebruik.

2. synthese en karakterisering van de PNC

  1. Weeg 1,08 g van cerium (III) nitraat en los het op in 2,5 mL van moleculaire biologie rang water in een conische tube van 50 mL.
  2. Weeg 4.5 g van poly (acryl) zuur en los het op in 5 mL van moleculaire biologie rang water in een conische tube van 50 mL.
  3. Vermeng deze twee oplossingen grondig van 2.000 toeren per minuut gedurende 15 minuten met behulp van een digitale vortex-mixer.
  4. 15 mL ammoniumhydroxide-oplossing (7,2 M) overbrengen in een bekerglas van 50 mL glas.
  5. Al roerend bij 500 omwentelingen per minuut, voeg het mengsel van stap 2.3 ontkleuring aan de ammoniumhydroxide-oplossing en roer bij 500 omwentelingen per minuut bij kamertemperatuur gedurende 24 uur in een zuurkast.
  6. Dek het bekerglas af met een stuk papier om te voorkomen dat het aanzienlijke verlies van oplossing tijdens de nachtelijke reactie.
  7. Na 24u, breng de resulterende oplossing over in een conische tube van 50 mL en Centrifugeer het bij 3900 x g gedurende 1 h om elke mogelijke puin en grote agglomeraat te verwijderen.
  8. Breng deze 22.5 mL van de bovenstaande oplossing in drie 15 mL 10 kDa filters en vul de rest van het filter met moleculaire rang water om een totale verdunning van 45 mL.
  9. Zuiveren het supernatant oplossing uit de gratis polymeren en andere reagentia met een benchtop centrifuge door toevoeging van de bovendrijvende substantie aan een 15 mL 10 kDa filter en centrifugeer bij 3900 x g gedurende 15 min. Herhaal deze stap minstens zes maal.
  10. Meet de extinctie van de elutievloeistof in elke cyclus met een spectrofotometer UV-VIS van 220-700 nm om ervoor te zorgen geen gratis polymeren en andere reagentia zijn aanwezig in de eindoplossing PNC.
  11. De verzamelde PNC oplossing rekening met de spuit 5 mL en filtreer het tegen een 20 nm porie grootte spuit filter. Het verzamelen van de gefilterde PNC-oplossing in een conische tube van 50 mL.
  12. Neem een verdunde definitieve PNC-oplossing in een kunststof cuvette en meet de extinctie met de UV-VIS spectrofotometer van 220-700 nm. PNC extinctie piek is op 271 nm.
  13. Bereken de concentratie met behulp van de wet van Beer-Lambert: A = εCL. A de extinctie van de piekwaarde voor een monster, ɛ is de molaire d'absorption acoustique van PNC (cm-1 M-1), L is de optische weglengte (cuvette, 1 cm breed bij deze methode), en C de molaire concentratie van gemeten nanodeeltjes.
  14. Meet de diameter van de hydrodynamische en zeta potentieel van de gesynthetiseerde PNC met behulp van een deeltje grootte en zeta potentiële analyzer (Figuur 1).
  15. De uiteindelijke PNC-oplossing in een koelkast (4 ° C) bewaren tot verder gebruik.
    Opmerking: Raadpleeg Wu et al.. 8 voor meer gegevens over de karakterisering van de PNC-protocol.

3. het labelen van PNC met DiI fluorescente kleurstof

  1. Meng 0.4 mL 5 mM (58 mg/liter) PNC met 3,6 mL van de moleculaire biologie rang water in een flesje van 20 mL glas en roer bij 500 omwentelingen per minuut.
  2. Toevoegen van 24 µL 1, 1'-dioctadecyl-3,3, 3', 3'-tetramethylindocarbocyanine natriumperchloraat kleurstof-oplossing (DiI, 2,5 mg/mL; verdund in DMSO) in 176 µL van DMSO (dimethylsulfoxide) om de oplossing van de kleurstof DiI te maken.
  3. Voeg de kleurstof DiI ontkleuring aan de oplossing van de PNC, roeren bij 1000 t/min voor 1 minuut bij kamertemperatuur.
  4. Breng dit resulterende mengsel in een 15 mL 10 kDa filter en vul de buis naar de top met moleculaire biologie rang water om de totale verdunde 15 mL.
  5. Zuiveren de DiI PNC (DiI-PNC)-oplossing van DMSO en elke mogelijke gratis DiI kleurstof het label van een benchtop centrifugeren met de 15 mL 10 kDa filter op 3900 x g gedurende 5 minuten.
    1. Herhaal stap 3.5 minstens vijf keer.
  6. Filtreer de definitieve DiI-PNC-oplossingen door een filter grootte-spuit voor 20 nm porie.
  7. Meet de extinctie van definitieve DiI-PNC door UV-VIS spectrofotometrie en bereken de concentratie volgens de wet van Beer-Lambert de (Figuur 2). Zie stap 2.13 voor meer details.
  8. Opslaan in een koelkast bij 4 ° C voor verder gebruik.

4. de infiltratie van de Plant laat met PNC

  1. Voeg 0,1 mL infiltratie slaan (100 mM TES, 100 mM MgCl2, pH 7.5, aangepast door de lijst met compatibele hardware) in 0,9 mL 0,5 mM PNC of DiI-PNC oplossing en vortex. Gebruik een oplossing van 10 mM TES infiltratie buffer als een negatieve controle.
  2. 0,2 mL van de PNC of DiI-PNC infiltratie oplossing overbrengen in een steriele naaldloze spuit van 1 mL. Tik op om alle mogelijke luchtbellen te verwijderen.
  3. De plant uit de groei kamer net voor infiltratie met nanodeeltjes te vermijden mogelijk stoma sluiting onder kamer lichtomstandigheden ophalen.
  4. Meten voor infiltratie, de inhoud van de chlorofyl van A. thaliana bladeren met vergelijkbare grootte met behulp van een chlorofyl-meter. Meten van elk blad met drie wordt gerepliceerd (elke repliceren bestaande uit ten minste drie metingen)14. Kies dat de A. thaliana verlaat met vergelijkbare chlorofyl inhoud voor de infiltratie-experiment.
  5. De bladeren langzaam met de onlangs bereid PNC of DiI-PNC oplossing infiltreren door zachtjes op het puntje van de naaldloze spuit tegen de onderkant van het blad lamina (abaxial kant) te drukken en drukt de zuiger (Figuur 3A).
  6. Voorzichtig vegen de overtollige oplossing die op het oppervlak van blad lamina (Figuur 3B blijft) met behulp van een delicate taak wisser (Figuur 3C) en label van de plant. Gebruik nieuwe delicate taak doekjes voor elke groep van bladeren.
  7. Houd de geïnfiltreerde A. thaliana op de Bank voor de aanpassing van het blad en incubatie met PNC of DiI-PNC gedurende 3 uur planten.
    Opmerking: Geïnfiltreerde A. thaliana planten zijn dan klaar voor verder gebruik (Figuur 3D).

5. bereiding van de monsters van de Leaf confocale microscopie

  1. Roll een erwt-grootte hoeveelheid observatie gel om over een straal van 1 cm (Figuur 4A) en vervolgens verspreid het totdat het is 1 mm dun op een glasplaatje (Figuur 4B).
  2. Gebruik een kurk borer (diameter 0,3 cm) te knippen uit een circulaire sectie in het midden van de gel van de waarneming op het glasplaatje (Figuur 4C).
  3. Vul de snede goed geheel met perfluorodecalin (PFD) voor dieper en beter confocal imaging resolutie in blad weefsels.
  4. Gebruik een kurk borer (diameter 0.2 cm) voor het verzamelen van blad schijven uit de aangepast DiI-PNC geïnfiltreerd A. thaliana planten (Figuur 4D).
  5. Monteren van de blad-disc in de PFD gevuld onder ogen zien de geïnfiltreerde (abaxial) kant van het blad.
  6. Zet een vierkante dekglaasje aan op de top van de blad-schijf en zachtjes druk op op de dia dekglaasje aan gelijkmatig te zegel met de waterput van observatie gel geen luchtbellen blijven gevangen (Figuur 4E).

6. imaging DiI-PNC in blad weefsels door confocale microscopie

  1. Gebruik een 40 X-objectief in een omgekeerde laser confocal microscoop scannen.
  2. Drop twee tot drie druppels van ddH2O op de bovenkant van de 40 X-objectief.
  3. Plaats de voorbereide DiI-PNC geïnfiltreerd blad voorbeelddia bovenop de omgekeerde 40 X objectieve lens.
    1. Zorg ervoor dat het dekglaasje aan kant, maar niet het glas schuif contact rechtstreeks met de ddH2O op de lens.
  4. Een gebied van belang in de steekproef onder de microscoop met laserlicht of helder veld vinden.
  5. Start de Microscoop software en inschakelen van de laser van Argon (vastgesteld op 20%).
  6. Stel het gaatje voor het verzamelen van minder dan 2 µm en een lijn-gemiddelde van 4 een optische segment.
  7. Afbeelding van het monster met de instellingen van de confocal microscoop: 514 nm laser excitatie (30%); Z-Stack sectie dikte: 2 µm; PMT1: 550-615 nm (voor DiI-PNC imaging); PMT2: 700-800 nm (voor de weergave van de chloroplast).
  8. Representatieve confocal beelden van blad monsters nemen van verschillende individuen, een minimum van drie biologische repliceert.

7. beeldvorming PNC in vivo ROS opruiming door confocale microscopie

  1. Bereiden 25 µM 2', 7'-dichlorodihydrofluorescein-DIACETAAT (H2van DCFDA, een kleurstof voor het aanduiden van een algemene ROS) en 10 µM dihydroethidium (DHE, een kleurstof voor het aanduiden van superoxide anion) kleurstoffen in TES infiltratie buffer (pH 7.5) in 1,5 mL microcentrifuge buizen, afzonderlijk.
  2. Gebruik een kurk borer (diameter 0.2 cm) voor het verzamelen van blad schijven uit de aangepast PNC geïnfiltreerd A. thaliana planten.
    1. Gebruik het scherpe uiteinde van de verlostang om drie of vier gaten op de blad-schijven te versnellen kleurstof proces van het laden.
  3. Overdracht het blad schijven microcentrifuge buizen met H2DCFDA en DHE afzonderlijk en incubeer gedurende 30 min onder duisternis.
  4. Na incubatie, spoel het blad met ddH2O driemaal schijven en mount het in het glas dia met observatie gel (Zie Protocol sectie 5).
  5. Zet de dia op de confocal microscoop en handmatig scherpstellen op een gebied van blad mesophyl cellen. Zie Protocol afdeling 6 voor meer informatie.
  6. Blootstellen van de blad-schijven met de UV-A (405 nm) laser voor 3 min wilt genereren ROS en vastleggen van de wijziging van de intensiteit van het signaal van ROS in tijd-serie ("xyt") per blad schijf.
  7. Afbeelding van de schijf blad met instellingen van de confocal microscoop: 40 X water doelstelling; 496 nm laser excitatie; PMT1: 500-600 nm (voor DHE en DCFDA kleurstof detectie); PMT2: 700-800 nm (voor chloroplasten detectie). Gebruik een plant geïnfiltreerd met alleen infiltratie bufferoplossing als de negatieve controle.

8. PNC opruiming van H2O2in vitro

  1. Gedrag van de kat (katalase) mimetische activiteit van de gesynthetiseerde PNC in vitro door het volgen van de methoden in eerdere publicaties3,-8,15
  2. Toevoegen van 45,4 µL van 1 x TES infiltratie buffer (10 mM TES, 10 mM MgCl2, pH 7.5, aangepast door HCl), PNC (60 nM, 3 µL), en H2O2 (2 µM, 1 µL) in een goed (witte ronde 96 goed bodemplaat), en meng dit voorzichtig door het pipetteren.
  3. Voeg 10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine (werken concentratie 100 µM, 0,5 µL) en mierikswortelperoxidase (HRP; werken concentratie 0.2 U/mL, 0.1 µL) in de put, zachtjes Meng het door pipetteren en Incubeer het gedurende 30 min. 10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine reageert met H2O2 en wordt omgezet in resorufin in aanwezigheid van HRP.
    1. Wikkel de plaat met aluminiumfolie om te voorkomen dat licht tijdens de incubatie.
    2. Het voorbereiden van een negatieve controle met behulp van reactie buffer of water ter vervanging van de H2O2.
    3. Met uitzondering van de stockoplossing, alle andere oplossingen bij kamertemperatuur te bereiden.
  4. Na de incubatie, met een afleesapparaat, controleren de absorptie bij 560 nm resorufin gebruiken voor het aanduiden van het niveau van de H2O2. Tijdinstelling regime op 0, 2, 5, 10, 20 en 30 min.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

PNC synthese en karakterisering .
PNC werden gesynthetiseerd, gezuiverd en gekenmerkt volgens de methode in punt 2 van Protocol beschreven. Figuur 1 A toont de verkleuring van de oplossingen van cerium nitraat, PAA, het mengsel van cerium nitraat en PAA en PNC. Een kleurverandering van wit tot licht geel wordt gezien nadat PNC is gesynthetiseerd. Na zuivering met een 10 kDa filter, PNC werden geke...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

In dit protocol beschrijven we PNC synthese, karakterisering, fluorescente kleurstof labeling en confocal beeldvorming van de nanodeeltjes in plantencellen mesophyl om hun in vivo ROS opruiming activiteit tentoon te stellen. PNC worden gesynthetiseerd uit een mengsel van cerium nitraat- en PAA oplossing in ammoniak hydroxide. PNC worden gekenmerkt door absorptie spectrophotomery en de concentratie bepaald met behulp van bier-Lamberts wet. Zeta potentiële metingen bevestigd het negatief geladen oppervlak van PNC ...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit werk werd gesteund door de Universiteit van Californië, Riverside en USDA nationale Instituut voor voedsel en landbouw, Hatch project 1009710 J.P.G. Dit materiaal is gebaseerd op werk gesteund door de National Science Foundation onder Grant No. 1817363 aan J.P.G.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Cerium (III) nitrate hexahydrateSigma-Aldrich238538-100G
Molecular Biology Grade Water, CorningVWR45001-044 
Falcon 50 mL Conical Centrifuge TubesVWR14-959-49A
Poly (acrylic acid) 1,800 MwSigma-Aldrich323667-100G
Fisherbrand Digital Vortex MixerFisher Scientific02-215-370
Fisherbrand Digital Vortex Mixer Accessory, Insert RetainerFisher Scientific02-215-391
Fisherbrand Digital Vortex Mixer Accessories: Foam Insert SetFisher Scientific02-215-395
Ammonium hydroxide solutionSigma-Aldrich05002-1L
PYREX Griffin Beakers, Graduated, CorningVWR13912-149 
RCT basicIKA3810001
Eppendorf Microcentrifuge 5424VWR80094-126
Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter UnitsMillipore-SigmaUFC901024
Allegra X-30 Series Benchtop CentrifugeBeckman CoulterB06314
UV-2600 SptecrophotometerShimadzuUV-2600 120V
Whatman Anotop 10 syringe filterSigma-AldrichWHA68091102
BD Disposable Syringes with Luer-Lok TipsFisher Scientific14-829-45
Zetasizer Nano SMalvern PanalyticalZen 1600
1,1′-Dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine perchlorateSigma-Aldrich42364-100MG
Dimethyl Sulfoxide, ACSVWRBDH1115-1LP
Sunshine Mix #1 LC1Green Island Distributors, Inc5212601.CFL080P
Adaptis 1000ConvironA1000
TES, >99% (titrationSigma-AldrichT1375-100G
Magnesium chlorideSigma-AldrichM8266-1KG
Air-Tite All-Plastic Norm-Ject SyringeFisher Scientific14-817-25
Kimberly-Clark Professional Kimtech Science Kimwipes Delicate Task WipersFisher Scientific06-666A
Carolina Observation GelCarolina132700
Corning microscope slides, frosted one side, one endSigma-AldrichCLS294875X25-72EA
Cork Borer Sets with HandlesFisher ScientificS50166A
PerfluorodecalinSigma-AldrichP9900-25G
Micro Cover Glasses, Square, No. 1VWR48366-045
Leica Laser Scanning Confocal Microscope TCS SP5Leica MicrosystemsTCS SP5
2′,7′-Dichlorofluorescin diacetateSigma-AldrichD6883-250MG
DihydroethidiumSigma-AldrichD7008-10MG
Fisherbrand Premium Microcentrifuge Tubes: 1.5 mLFisher Scientific05-408-129
Eppendorf Uvette cuvettesSigma-AldrichZ605050-80EA
Chlorophyll meter Konica MinoltaSPAD-502

Referenties

  1. Xu, C., Qu, X. Cerium oxide nanoparticle: A remarkably versatile rare earth nanomaterial for biological applications. NPG Asia Materials. 6 (3), 90-116 (2014).
  2. Nelson, B., Johnson, M., Walker, M., Riley, K., Sims, C. Antioxidant cerium oxide nanoparticles in biology and medicine. Antioxidants. 5 (2), 15(2016).
  3. Gupta, A., Das, S., Neal, C. J., Seal, S. Controlling the surface chemistry of cerium oxide nanoparticles for biological applications. Journal of Materials Chemistry B. 4 (19), 3195-3202 (2016).
  4. Walkey, C., et al. Catalytic properties and biomedical applications of cerium oxide nanoparticles. Environ. Sci.: Nano. 2 (1), 33-53 (2015).
  5. Pulido-Reyes, G., et al. Untangling the biological effects of cerium oxide nanoparticles: the role of surface valence states. Scientific reports. 5, 15613(2015).
  6. Dutta, P., et al. Concentration of Ce3+ and oxygen vacancies in cerium oxide nanoparticles. Chemistry of Materials. 18 (21), 5144-5146 (2006).
  7. Boghossian, A. A., et al. Application of nanoparticle antioxidants to enable hyperstable chloroplasts for solar energy harvesting. Advanced Energy Materials. 3, 881-893 (2013).
  8. Wu, H., Tito, N., Giraldo, J. P. Anionic cerium oxide nanoparticles protect plant photosynthesis from abiotic stress by scavenging reactive oxygen species. ACS Nano. 11 (11), 11283-11297 (2017).
  9. Giraldo, J. P., et al. Plant nanobionics approach to augment photosynthesis and biochemical sensing. Nature Materials. 13 (4), 400-408 (2014).
  10. Demidchik, V. Mechanisms of oxidative stress in plants: From classical chemistry to cell biology. Environmental and Experimental Botany. 109, 212-228 (2015).
  11. Rico, C. M., et al. Cerium oxide nanoparticles impact yield and modify nutritional parameters in wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 62 (40), 9669-9675 (2014).
  12. Rossi, L., Zhang, W., Lombardini, L., Ma, X. The impact of cerium oxide nanoparticles on the salt stress responses of Brassica napus L. Environmental Pollution. 219, 28-36 (2016).
  13. Xu, J., Duan, X., Yang, J., Beeching, J. R., Zhang, P. Enhanced reactive oxygen species scavenging by overproduction of superoxide dismutase and catalase delays postharvest physiological deterioration of cassava storage roots. Plant Physiology. 161 (3), 1517-1528 (2013).
  14. Wu, H., et al. Developing and validating a high-throughput assay for salinity tissue tolerance in wheat and barley. Planta. , (2015).
  15. Pirmohamed, T., et al. Nanoceria exhibit redox state-dependent catalase mimetic activity. Chemical communications. 46 (16), Cambridge, England. 2736-2738 (2010).
  16. Asati, A., Santra, S., Kaittanis, C., Perez, J. M. Surface-charge-dependent cell localization and cytotoxicity of cerium oxide nanoparticles. ACS nano. 4, 5321-5331 (2010).
  17. Li, J., Wu, H., Santana, I., Fahlgren, M., Giraldo, J. P. Standoff optical glucose sensing in photosynthetic organisms by a quantum dot fluorescent probe. ACS Applied Materials & Interfaces. , (2018).
  18. Wu, H., Shabala, L., Shabala, S., Giraldo, J. P. Hydroxyl radical scavenging by cerium oxide nanoparticles improves Arabidopsis salinity tolerance by enhancing leaf mesophyll potassium retention. Environmental Science: Nano. 5 (7), 1567-1583 (2018).
  19. Merad-Boudia, M., Nicole, A., Santiard-Baron, D., Saillé, C., Ceballos-Picot, I. Mitochondrial impairment as an early event in the process of apoptosis induced by glutathione depletion in neuronal cells: Relevance to Parkinson's disease. Biochemical Pharmacology. 56 (5), 645-655 (1998).
  20. Zhao, H., et al. Detection and characterization of the product of hydroethidine and intracellular superoxide by HPLC and limitations of fluorescence. Proceedings of the National Academy of Sciences. 102 (16), 5727-5732 (2005).
  21. Sun, C., Li, H., Chen, L. Nanostructured ceria-based materials: synthesis, properties, and applications. Energy & Environmental Science. 5 (9), 8475(2012).
  22. Hirano, M., Inagaki, M. Preparation of monodispersed cerium(iv) oxide particles by thermal hydrolysis: influence of the presence of urea and Gd doping on their morphology and growth. Journal of Materials Chemistry. 10 (2), 473-477 (2000).
  23. Xi, D. M., Liu, W. S., Yang, G. D., Wu, C. A., Zheng, C. C. Seed-specific overexpression of antioxidant genes in Arabidopsis enhances oxidative stress tolerance during germination and early seedling growth. Plant Biotechnology Journal. 8 (7), 796-806 (2010).
  24. Wu, H., Santana, I., Dansie, J., Vivo Giraldo, J. P. In Vivo delivery of nanoparticles into plant leaves. Current Protocols in Chemical Biology. 9 (4), 269-284 (2017).
  25. Fukushima, K., Hasebe, M. Adaxial-abaxial polarity: The developmental basis of leaf shape diversity. Genesis. 52 (1), 1-18 (2014).
  26. Monda, K., et al. Enhanced stomatal conductance by a spontaneous Arabidopsis tetraploid, Me-o, results from increased stomatal size and greater stomatal aperture. Plant physiology. 170 (3), 1435-1444 (2016).
  27. Petrov, V., Hille, J., Mueller-Roeber, B., Gechev, T. S. ROS-mediated abiotic stress-induced programmed cell death in plants. Frontiers in Plant Science. 6, 1-16 (2015).
  28. Chaves, M. M., Flexas, J., Pinheiro, C. Photosynthesis under drought and salt stress: regulation mechanisms from whole plant to cell. Annals of Botany. 103 (4), 551-560 (2009).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

Abiotische stress bij plantenconfocale microscopieinfiltratie van het bladbladUV-Vis-spectrofotometerdeeltjesgrootte-analyseapparaathydrodynamische diameterfluorescente DiI-kleurstofROS-scavenging
Katalytische opruiming van Plant reactieve zuurstof soorten In Vivo door anionogene Cerium Oxide nanodeeltjes
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.