Wiele gatunków roślin zmienia położenie chloroplastów, aby zoptymalizować absorpcję światła. Protokół ten opisuje, jak używać prostego, zbudowanego w domu instrumentu do badania ruchu chloroplastów w liściach Arabidopsis thaliana przy użyciu zmian w transmisji światła przez liść jako proxy.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Wykorzystanie zmian w transmisji liści do zbadania ruchu chloroplastów u Arabidopsis thaliana
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Wykazano, że ruch chloroplastów w liściach pomaga zminimalizować fotoinhibicję i zwiększyć wzrost w pewnych warunkach. Wiele można się dowiedzieć o ruchu chloroplastów, badając położenie chloroplastów w liściach za pomocą np. konfokalnej mikroskopii fluorescencyjnej, ale dostęp do tego typu mikroskopii jest ograniczony. Protokół ten opisuje metodę, która wykorzystuje zmiany w transmisji liści jako wskaźnik zastępczy dla ruchu chloroplastów. Jeśli chloroplasty zostaną rozłożone w celu maksymalizacji przechwytywania światła, transmisja będzie niska. Jeśli chloroplasty przemieszczają się w kierunku antyklinalnych ścian komórkowych, aby uniknąć światła, transmisja będzie wyższa. Protokół ten opisuje, jak używać prostego, zbudowanego w domu instrumentu do wystawiania liści na działanie różnych intensywności światła niebieskiego i ilościowego określania dynamicznych zmian w transmisji liści. Takie podejście pozwala naukowcom na ilościowe opisanie ruchu chloroplastów u różnych gatunków i mutantów, zbadanie wpływu na niego substancji chemicznych i czynników środowiskowych lub przeprowadzenie badań przesiewowych w poszukiwaniu nowych mutantów, np. w celu zidentyfikowania brakujących składników w procesie, który prowadzi od percepcji światła do ruchu chloroplastów.
Wprowadzenie
Światło jest niezbędne do fotosyntezy, wzrostu i rozwoju roślin. Jest to jeden z najbardziej dynamicznych czynników abiotycznych, ponieważ natężenie światła zmienia się nie tylko w ciągu pory roku lub dnia, ale także szybko i w nieprzewidywalny sposób w zależności od zachmurzenia. Na poziomie liści na natężenie światła wpływa również gęstość i charakter otaczającej roślinności oraz własny baldachim rośliny. Jednym z ważnych mechanizmów, który pozwala roślinom optymalizować przechwytywanie światła w zmiennych warunkach oświetleniowych, jest zdolność chloroplastów do poruszania się w odpowiedzi na bodźce światła niebieskiegoxref"1,
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Przygotowanie liści do biegu
- Umieść 8 roślin A. thaliana w ciemności na noc (> 6 godzin działa dla większości gatunków), aby upewnić się, że chloroplasty przesuną się do ciemnej pozycji. Wszystkie repliki startują z porównywalnymi wartościami transmisji.
- Alternatywnie, umieść 8 całych liści na szalce Petriego z wilgotną bibułą filtracyjną na dole, zamknij szalkę Petriego i owiń ją folią aluminiową.
2. Sprawdzanie, czy urządzenie transmisyjne działa
- Podłącz urządzenie transmisyjne do stabilnego źródła zasilania i naciśnij wyłącznik zasilania (przycisk ON/OFF) urządzenia, aby zresetować prz....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
poszczególne elementy urządzenia transmisyjnego przedstawiono na rycinie 1. Mikrokontroler stanowi jednostkę sterującą urządzenia; kontroluje on warunki oświetlenia, jakim poddawane są liście zamocowane w czarnych klipsach do liści, oraz przechowuje otrzymywane dane dotyczące transmisji światła (rycina 1A,B). Zbliżenie jednostki sterującej instrumentu ukazuje przycisk ON/OFF, kartę SD umożliwiającą przechowywanie danych, moduł Bluetooth (który .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Urządzenie jest niezwykle łatwe w użyciu, ale niezwykle ważne jest, aby niezależnie skalibrować każdą konfigurację klipsa do liścia urządzenia transmisyjnego, ponieważ rozmieszczenie diod LED i fototranzystorów może się nieznacznie różnić w zależności od klipsa liściowego. Upewnij się, że diody LED i fototranzystory są włożone stabilnie i ponownie sprawdź kalibrację, jeśli dane wydają się nieprawidłowe. Unikaj dostania się wody do urządzenia. Liście w klipsach na liście są umieszczane w "łodziach" wypełnionych wodą, aby .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie pozostają w konflikcie interesów.
Podziękowania
Finansowanie zostało zapewnione przez Fiske Award i Wellesley College Faculty Award.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Folia | |||
| Ciemne przystosowane liście | |||
| Papier | |||
| iPad z zainstalowanym czujnikiem LeafSensor app (patrz informacje dodatkowe) | |||
| Pipeta | Dowolna | ||
| szalka Petriego | Dowolne | ||
| urządzenie transmisyjne (patrz Informacje uzupełniające) | |||
| Woda |
Bibliografia
- Senn, G. Die Gestalts- und Lageveränderung der Pflanzenchromatophoren. , Wilhelm Engelmann. Leipzig, Germany. (1908).
- Zurzycki, J. The influence of chloroplast displacements on the optical properties of leaves. Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 30,....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
