Techniek voor het bestuderen van geleedpotigen en microbiële gemeenschappen binnen Tree Tissues
16 november 2014
We bieden een techniek om intact boomfloëem te behouden en het voor te bereiden op observatie. We creëren een apparaat genaamd een floëemsandwich dat het mogelijk maakt om geleedpotigen, microben en andere organismen die in floëemweefsels leven te introduceren en observeren.
Het algemene doel van deze procedure is om een apparaat te creëren dat AOL-sandwich wordt genoemd, dat de introductie en observatie van geleedpotige microben en andere organismen mogelijk maakt die in het herfsttissu wonen. Het aangeboden protocol, soms met lichte variatie, is een effectief hulpmiddel geweest voor onderzoekers en docenten om bastkevers, mijten, nematoden en schimmels te bestuderen. Eerst wordt een geschikte boom gevonden.
Vervolgens wordt de bast verwijderd om de F flom-laag te onthullen. Zodra de flom is verwijderd, wordt deze teruggebracht naar het lab of geplaatst tussen twee stukken plexiglas. Zodra het is verzegeld en stevig geklemd, ben je klaar om het organisme te introduceren.
Bij studie hebben pijnbomen een onderscheidende flow-laag die enkele millimeters dik kan zijn. Het organisme dat wordt bestudeerd, bepaalt welke soort F flow vereist is. Hier zijn we in een Ponderosa-dennenbos in Noord-Arizona.
We zoeken naar een ideale boom die bescheiden van formaat is, een grote kruin heeft en weinig lagere takken. Hier hebben we een geschikte boom gevonden. Deze kenmerken zullen waarschijnlijk flow opleveren die dik is en gemakkelijker te verwijderen is, omdat elke tak rond de flow moet worden gekapt.
Hier is een voorbeeld van de uitrusting die we gebruiken om een boom te oogsten. Onthoud dat het vullen van een boom gevaarlijk is en alleen mag worden gedaan door een ervaren persoon met de juiste veiligheidsuitrusting. Zodra de boom veilig op de grond staat, begin je de takken te verwijderen.
Snijd vervolgens de bol in beheersbare stukken, meestal rond de zes tot acht voet, afhankelijk van de diameter van de boom. Het is nu tijd om de bast te verwijderen. Hier is een voorbeeld van de gereedschappen die we gebruiken om dit te bereiken.
John Ice zijn onmisbaar tijdens dit proces, krabben voorzichtig de bast weg totdat hints van wit of lichtbruin zichtbaar worden die de flow-laag aanduiden. Het is belangrijk om deze laag niet te kloven, omdat dit de bruikbaarheid later sterk vermindert. Zodra een deel van de boom voldoende is ontbast, gebruik je een mes om het fullam-stuk eruit te snijden.
Trek voorzichtig aan deze laag terwijl je indien nodig aan de onderkant snijdt. Merk op dat sommige bomen gemakkelijker te verwijderen zijn dan andere. Geduld is de sleutel.
Bij het werken met een moeilijke boom is de zomer over het algemeen een gemakkelijkere tijd van het jaar om de bast te verwijderen. Zodra we vijf tot zeven stukken in de plastic zak hebben verzameld, brengen we deze over naar een vacuümverzegelde zak die we in het veld brengen. Het is het beste om deze zakken iets boven het vriespunt te bewaren.
We hebben nu het veldgedeelte van dit protocol voltooid en gaan terug naar het lab om de sandwich te construeren. Dit is wat we gebruiken om de sandwich te maken. Langs de onderkant bevinden zich verschillende plexiglasplaten en paren.
Paraform wordt gebruikt om de randen te verzegelen en klemmen worden gebruikt om ervoor te zorgen dat er geen ruimte is tussen het plexiglas en de flow. Zodra de plexiglasdelen zijn gesneden en geboord, worden ze vervolgens gesteriliseerd met 90% of meer. Ethanol begint de sandwich te construeren door een vers stuk flow te verwijderen en te bemeten.
Het op de juiste manier voor het stuk plexiglas. Glas kan ook worden vervangen door plexiglas. Er kunnen ook sandwiches van verschillende groottes worden gemaakt om te passen bij verschillende organismen en proeflengtes.
Een paar bastkevers kan bijvoorbeeld een stuk van vier demeter vierkant gebruiken over een maand, maar heeft slechts een stuk van één demeter vierkant nodig als de studie binnen enkele dagen plaatsvindt. Merk op dat u ook het aantal toegangspunten in het plexiglas kunt wijzigen om meerdere organismen tegelijkertijd te introduceren. Dit is handig om concurrentie of predatie door verschillende soorten waar te nemen.
Nu wordt twee inch paraform gebruikt om de randen te verzegelen. Andere materialen kunnen worden gebruikt om te verzegelen, zoals niet-G lijm epoxy of vaseline. Plaats vervolgens een voldoende aantal klemmen rond de rand om het plexiglas stevig aan de flow-laag te houden.
We zijn nu klaar om het onderzoeksorganisme te introduceren. In ons lab gebruiken we vaak het aangeboden protocol om bastkevers en bijbehorende organismen te observeren. Het biedt een geweldige kans om dingen zoals dagelijkse tunnelslengte en eierproductie te observeren, naast vele andere dingen.
We kunnen ook de chemische emissies extraheren, vonken, produceren en later analyseren, of we kunnen een behandeling initiëren en de reactie observeren. Hier probeert een bastkever weg te bewegen van een akoestische behandeling. We hebben ook mijten, nematoden en insectenpredators waargenomen met behulp van dit protocol.
Na het bekijken van deze video, zou u in staat moeten zijn om een flow-sandwich te construeren en aan te passen om aan uw specifieke onderzoeksbehoeften te voldoen. Naast een effectief onderzoeksinstrument is deze procedure uitstekend voor educatieve en ontdekkingsdoeleinden voor studenten van basisschool tot universiteitsniveau.
Overzicht
Dit artikel presenteert een methode voor het conserveren van floëem van bomen en het voorbereiden hiervan voor observatie. De techniek omvat het maken van een "floëem-sandwich" die de studie van diverse organismen die in floëemweefsels leven, faciliteert.
Belangrijkste Onderdeel van de Studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Ecologie
- Entomologie
Achtergrond
- Floëem is een essentieel weefsel in bomen dat diverse organismen ondersteunt.
- Inzicht in de interacties binnen het floëem kan leiden tot nieuwe inzichten in ecologische dynamiek.
- Deze methode maakt gecontroleerde observatie van deze interacties mogelijk.
- Onderzoek kan onder meer betrekking hebben op schorskevers, mijten, nematoden en schimmels.
Doel van de studie
- Om een betrouwbare methode te ontwikkelen voor het observeren van organismen in het floëem van bomen.
- Om onderzoek en educatieve mogelijkheden met betrekking tot floëembewonende soorten te faciliteren.
- Om het begrip van ecologische relaties in bosecosystemen te vergroten.
Gebruikte methoden
- Identificatie en selectie van geschikte bomen voor floëmextractie.
- Voorzichtige verwijdering van de schors om toegang te krijgen tot de floëmlaag.
- Constructie van een floëmsandwich met behulp van plexiglas en parafilm.
- Introductie van bestudeerde organismen in de voorbereide floëmsandwich voor observatie.
Belangrijkste resultaten
- De floëemsandwich maakt de studie van diverse organismen effectief mogelijk.
- Onderzoekers kunnen gedragingen observeren zoals tunnelen en voortplanting.
- De methode is aanpasbaar voor verschillende soorten en onderzoeksbehoeften.
- Het dient als een waardevol instrument voor zowel onderzoeks- als educatieve doeleinden.
Conclusies
- De floëemsandwich is een veelzijdige en effectieve onderzoekstool.
- Deze techniek vergroot het begrip van ecologische interacties.
- Het is geschikt voor een breed scala aan educatieve omgevingen.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Managers
Het bestuderen van arthropoden- en microbiële gemeenschappen binnen boomweefsels biedt inzicht in ecologische interacties die kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van biopesticiden en het beheer van de bosgezondheid. De phloem-sandwichtechniek maakt gecontroleerde observatie van het gedrag van organismen mogelijk, wat de validatie van doelwitten in onderzoek naar ongediertebestrijding ondersteunt. Deze benadering helpt bij het verminderen van risico's in de vroege fase van ontdekking door het verduidelijken van gastheer-pathogeen- en gastheer-insectdynamiek die relevant zijn voor de identificatie van translationele biomarkers.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen te onderzoeken door het voedingsgedrag en levensgeschiedeniskenmerken van arthropoden in een gecontroleerde floëemomgeving te observeren.
- Operationele waarde: Ondersteunt biologische risicoreductie door directe observatie van organismeninteracties, waardoor mechanistische ambiguïteit bij targetvalidatie wordt verminderd.
- Voorspellende waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen door het kwantificeren van de tunnelbreedte, ei-productie en de respons van organismen op behandelingen.
Screening & Assayontwikkeling
- Klaarheid voor assay: Bereidt gevalideerde biologische systemen voor op downstream-workflows door de integriteit van het floëem te behouden en een reproduceerbare introductie van organismen mogelijk te maken.
- Kwantitatieve resultaten: Maakt meting van afhankelijke variabelen mogelijk, zoals de dagelijkse ganglengte en de reproductieve output, wat de standaardisatie van de assay ondersteunt.
- Schaalbaarheid: Variabele sandwichgrootte en aanpasbare instappunten maken het mogelijk om verschillende organismen en proefduren te accommoderen, waardoor het hergebruik van het platform wordt verbeterd.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Relevantie voor ziekten: Verbindt ontdekking met preklinische validatie door het modelleren van interacties tussen organismen en boomweefsel die relevant zijn voor studies naar vectoroverdraagbare ziekten.
- Translationele continuïteit: Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen over voortgang door het mogelijk maken van observaties van organismenreacties op akoestische of chemische behandelingen.
- Mechanistische risicoreductie: Richt zich op voorspellende waarde voor risicoreductie door gedrags- en ontwikkelingskenmerken onder gecontroleerde omstandigheden te verduidelijken.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode bevindt zich binnen het ontdekkingscontinuüm tussen hypothesetoetsing en lead-identificatie, ter ondersteuning van workflows voor biologische risicoreductie in vroege stadia en de ontwikkeling van assays.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetoetsing door observatie van het gedrag en de interacties van organismen binnen floëemweefsels mogelijk te maken.
- Screening: Beschrijft de gereedheid voor assays door middel van reproduceerbare floëemconservering en gestandaardiseerde introductie van organismen via geboorde toegangspunten.
- Analytica: Benadrukt kwantitatieve metingen, zoals tunnelbreedte en eiproductie, die teams helpen om condities en reacties op behandelingen te vergelijken.
- Translationeel onderzoek: Verbindt de methode met preklinische continuïteit door organismrespons op interventies te modelleren, wat relevant is voor studies naar vectorkeuze en -bestrijding.
- Herbruikbaarheid binnen organisaties: Positioneert de methode als een herbruikbare capaciteit dankzij de variabele afmetingen van de sandwich, de mogelijkheid om deze opnieuw te openen en de capaciteit voor de introductie van meerdere organismen.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellende betrouwbaarheid, validatie van targets en vermindering van mechanistische ambiguïteit in interacties tussen organismen en weefsels van bomen.
- Operationele waarde: Standaardisatie, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid door een aanpasbaar sandwichontwerp en behoud van de integriteit van het floëem.
- Strategische waarde: Betere go/no-go-beslissingen, kapitaalefficiëntie en verminderd biologisch risico in een laat stadium bij programma's voor plaagbestrijding en vectormanagement.
- Impact op de portfolio: Risico-gecorrigeerde prioritering en beslissingen over verdere ontwikkeling op basis van gekwantificeerde organismengedragingen en responsen op behandelingen.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereiste wetenschappelijke expertise in entomologie, microbiologie en bos-ecologie voor een correcte selectie en observatie van organismen.
- Behoeften op het gebied van instrumentatie en analytische infrastructuur omvatten plexiglasplaten, parafilm of epoxyafdichtingen, klemmen en vacuümafdichting voor het behoud van floëem.
- Eisen voor standaardisatie tussen teams omvatten consistente technieken voor floëemextractie en het onderhoud van een afgesloten omgeving in verschillende laboratoria.
- Overwegingen voor aanpassing over modelsystemen omvatten het aanpassen van de sandwichgrootte en de dichtheid van de toegangspunten op basis van de grootte van het organisme en de studieduur.
- Praktische beperkingen omvatten de noodzaak van ervaren personeel om boomweefsels veilig te oogsten en mogelijke variabiliteit in de floëemkwaliteit tussen boomsoorten en seizoenen.
