Powiązanie przewodnictwa aparatów szparkowych z cechami funkcjonalnymi liści

Ogólnym celem tego zabiegu jest powiązanie właściwości ekofizjologicznych z morfologicznymi liści, aby lepiej zrozumieć funkcjonowanie ekosystemu w różnych zbiorowiskach roślinnych. Osiąga się to poprzez najpierw pomiar przewodnictwa stomijnego w codziennych kursach, a następnie wyodrębnienie odpowiednich parametrów, które opisują kontrolę stomii u różnych gatunków. Drugim krokiem jest zmierzenie wielkości i gęstości stomii za pomocą mikroskopu.

Następnie oceniane są cechy snerwów liści. Ostatnim krokiem jest powiązanie cech morfologicznych i anatomicznych z właściwościami ekofizjologicznymi gatunków roślin. Pozwala to na głębsze mechanistyczne zrozumienie liści roślin, jak widać tutaj na przykładzie domknięcia somatycznego, kiedy powietrze staje się bardziej suche dla różnych gatunków o różnych cechach liści.

Ogólną ideą naszego badania jest wykorzystanie łatwych do zmierzenia cech liści jako wskaźników zastępczych dla kluczowych funkcji roślin, które wymagają dużego wysiłku, jeśli są mierzone bezpośrednio. Głównym celem tego protokołu jest powiązanie kilku ocenianych cech liści w dolinach z pewną regulacją, co jest kluczowym aspektem w strategii roślin w celu zrównoważenia zużycia wody i wzrostu Z metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie funkcjonalnych badań nad bioróżnorodnością, w jaki sposób procesy ekofizjologiczne różnych gatunków w zróżnicowanej zbiorowisku drzew przyczyniają się do funkcjonowania ekosystemu. Wybieraj liście różnych gatunków i osobników zgodnie z powtarzalnym wzorem.

Na przykład wybierz liście, które mają tę samą wysokość, taką samą ekspozycję, tę samą pozycję w roślinie, jeśli to możliwe, tylko z tego samego węzła i tylko z jednej kategorii, takiej jak słońce lub cień. Liście. Mierz tylko liście w zdrowej i w pełni rozwiniętej kondycji. Zaznacz liście na osobnikach, aby upewnić się, że powtarzające się pomiary są wykonywane na tym samym liściu.

Korzystając z parametru stanu ustalonego, przygotuj się do pomiarów przewodności grostanika tylko na powierzchni liścia, unikając środkowego żebra i silnych nerwów liści. Rozpocznij pomiary we wczesnych godzinach porannych przed wschodem słońca. Wykonanie od 5 do 10 powtórzonych pomiarów, aż wartości przewodności stomii wykażą wyraźny spadek w południe.

Codzienny cykl pomiarów dostarczy dobrych danych do analizy zależności między deficytem prężności pary a przewodnością metalu STO. Przy każdym pomiarze przewodności dooma zapisuj temperaturę i wilgotność względną, najlepiej za pomocą przenośnych rejestratorów, aby bezpośrednio mierzyć warunki w posiadaniu tego samego liścia. Użyj wzoru Augusta Roche'a Magnusa do obliczenia deficytu prężności pary.

Teraz, wykreślając gatunki, wszystkie dane dotyczące przewodnictwa stomii w stosunku do deficytu ciśnienia pary. Połączenie wszystkich dziennych przebiegów poszczególnych liści w jedną analizę dla każdego gatunku. Wyodrębnij maksymalną wartość zaobserwowaną na podstawie danych przewodnictwa stomijnego, wyszukując wartość maksymalną, aby przeskalować model.

Dla porównywalności gatunkowej. Wartości zaobserwowane należy podzielić przez wartość maksymalną zaobserwowaną dla tego gatunku. Dla każdego gatunku należy przeprowadzić regresję logiki przewodnictwa aparatów szparkowych do deficytu ciśnienia pary oraz kwadratowy składnik deficytu ciśnienia pary przy użyciu uogólnionego modelu liniowego z dwumianowym rozkładem błędów.

Następnie wyodrębnij parametr regulacji stomata dla każdego gatunku, obliczając bezwzględnie modelowaną maksymalną przewodność stomiętną lub maksymalne wartości GS. Aby to zrobić, oblicz deficyt prężności pary przy maksymalnej przewodności stomijnej, ustawiając pierwszą pochodną tej krzywej na zero, co daje A VPD GS max fit równe minus B przez dwa. Wkładka VPD GS max pasuje do wzoru krzywej i podnosi ją do potęgi E, aby uzyskać maksymalne dopasowanie.

Oblicz średnią ze wszystkich pomiarów przewodności dla każdego gatunku, aby obliczyć wartości względne z modelu skalowanego. Wyodrębnij wartości przewodności nooma, przewodności i deficytu prężności pary dla następujących dwóch punktów: wartości deficytu stomii, przewodności i prężności pary przy maksimum modelu oraz deficytu prężności pary w drugim punkcie przegięcia krzywej. Pomnóż te wartości przez GS max, aby uzyskać bezwzględne wartości przewodności gronostaja.

Dla tych punktów. Próbki należy pobierać najlepiej z dokładnie tych samych liści, które zostały użyte do pomiarów przewodności stowata. Jeśli nie jest to możliwe, należy zastosować tę samą procedurę selekcji, która została zastosowana do wyboru liści do pomiarów przewodności somatycznej S, najlepiej na tych samych osobach.

Jeśli próbek nie można natychmiast przetworzyć, przechowuj je w 70% alkoholu. Nałóż cienką warstwę bezbarwnego, szybkoschnącego lakieru do paznokci na świeżą próbkę. Po usunięciu lakieru delikatnie oderwij wycisk od liścia i przystąp do analizy mikroskopowej.

Podobnie jak w przypadku zwykłej próbki liścia, podłącz kamerę do mikroskopu optycznego zdolnego do powiększeń od 40 do 400 razy po podłączeniu kamery do mikroskopu. Dopasuj zrobione zdjęcia do powiększenia optycznego i rozdzielczości obrazu za pomocą skali wykorzystującej oprogramowanie do przetwarzania obrazu typu open source, takie jak Image J.Analizuj te zdjęcia. Narysuj kształt za pomocą narzędzia do kształtu z narzędzia do analizy obrazu na obrazie w obszarze bez brudu, odcisków kciuków, uszkodzonych obszarów lub dużych nerwów liści.

Policz stomię S w tym obszarze, a także w co najmniej 50 000 mikronów kwadratowych na próbkę. Zmierz długość komórki ochronnej aparatów szparkowych S i słabą długość. Oblicz liczbę S na milimetr kwadratowy, aby wybielić liście.

Pozostaw je na co najmniej 72 godziny w 50% roztworze barwnika, podgrzewając roztwór do 30 stopni Celsjusza. Następnie opłucz liście kilka razy w wodzie. Dostosuj proces bielenia do konkretnych gatunków w zależności od cech ich liści, aby zabarwić liście.

Umieść je w 99% etanolu, pokoloruj je przez dwie do 30 minut w 1% roztworze sinusoidalnym. Po koloryzacji opłucz liście kilka razy w wodzie. Jeśli liście są zbyt głęboko poplamione, trochę więcej czasu.

Etanol lub barwnik mogą pomóc w analizie próbek. Zeskanuj liście za pomocą skanera podświetlenia w rozdzielczości około 1 200 punktów na cal. Dopasuj wykonane skany do rozdzielczości obrazu za pomocą skali, aby upewnić się, że długość pikseli można prześledzić wstecz do bezwzględnych miar długości zeskanowanego liścia.

Zmierz obszar, obwód, długość i szerokość liści. Oblicz kilka wskaźników, takich jak stosunek długości do szerokości lub stosunek obwodu do powierzchni. Następnie wytnij prostokąt o długości od jednego do jednego centymetra ze środka obrazu.

Zmierz średnicę żył pierwszego i drugiego rzędu. Zmierz długość wszystkich żył pierwszego rzędu. W tym kwadrancie pokazano tutaj dopasowane wykresy modelowe dla danych przewodnictwa stomijnego do regresji deficytu ciśnienia pary dla wszystkich gatunków.

Różne kolorowe linie reprezentują pokrój każdego liścia, przy czym czarne linie reprezentują gatunki zimozielone, a czerwone linie reprezentują gatunki liściaste. Badanie powiązań między wzorcami regulacji przewodności gronostajów a cechami liści ujawnia, że deficyt ciśnienia pary w punkcie przegięcia zmniejszał się wraz z gęstością soady i indeksem gronostaja oraz wzrastał wraz z zawartością węgla w liściach. Natomiast żaden parametr przewodnictwa somatycznego nie wykazał wyraźnego związku z pokrojem liści.

Duże zróżnicowanie między obiema grupami pokroju liści świadczy o tym, że zarówno w grupie roślin zimozielonych, jak i wytrwałych występują różne mechanizmy regulacyjne. Podczas stosowania tej procedury ważne jest, aby dostosować szczegóły zabiegów do konkretnych właściwości liści. Ponieważ cechy liści wykazują dużą zmienność między gatunkami, zgodnie z tą procedurą, nasze morfologiczne cechy liści można również powiązać z innymi cechami ekofizjologicznymi, takimi jak xim.

Wrażliwość na kawitację lub specyficzne połączenia hydrauliczne pomaga zrozumieć planowane reakcje na suszę. Mamy nadzieję, że nasz film zainspiruje nas do wykorzystania morfologicznych cech liści i funkcjonalnych badań nad bioróżnorodnością w celu przewidywania funkcjonowania ekosystemu na podstawie łatwych do zmierzenia cech.