Name: Budowa i eksploatacja taniej komory wzrostu podwyższonego dwutlenku węgla do oceny fizjologii mikrozieleni przy poziomachCO2 istotnych dla lotów kosmicznych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-04-17T12:40:00.000+00:00
Duration: 9 min 2 s
Description: Poznaj budowę i eksploatację taniej komory wzrostu z podwyższonym CO₂ do badań fizjologii mikrozieleni w warunkach istotnych dla lotów kosmicznych. Metoda umożliwia symulację ekstremalnych stężeń dwutlenku węgla powyżej 3000 ppm.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Chcielibyśmy podziękować asystentom badawczym na poziomie licencjackim: Makayli Destafino, Emily Dettmer i Ellie Saltier za pomoc w przygotowaniu podłoża, sterylizacji nasion i mierzeniu roślin. Dziękujemy personelowi technicznemu NCSU Phytotron za narzędzia, materiały i porady. Badania te zostały sfinansowane z grantu NASA numer (80NSSC23K0344) oraz stypendium NC Space Grant przyznane Samanthie Rueckeis.

<ol><li>De Micco, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+and+microbial+science+and+technology+as+cornerstones+to+Bioregenerative+Life+Support+Systems+in+space%5BTitle%5D)+AND+%22Npj+Microgravity%22%5BJournal%5D)">Plant and microbial science and technology as cornerstones to Bioregenerative Life Support Systems in space.</a> Npj Microgravity. 9, 69(2023).</li>
<li>Georgescu, M. R., Meslem, A., Nastase, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accumulation+and+spatial+distribution+of+CO2+in+the+astronaut%27s+crew+quarters+on+the+International+Space+Station%5BTitle%5D)+AND+%22Build+Environ%22%5BJournal%5D)">Accumulation and spatial distribution of CO2 in the astronaut's crew quarters on the International Space Station.</a> Build Environ. 185, 107278(2020).</li>
<li>Boles, H. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((build+and+testing+of+hardware+to+safely+harvest+microgreens+in+microgravity%5BTitle%5D)+AND+%22Gravitat+Space+Res%22%5BJournal%5D)">build and testing of hardware to safely harvest microgreens in microgravity.</a> Gravitat Space Res. 11 (1), 1-14 (2023).</li>
<li>Poulet, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-Scale+crop+production+for+the+Moon+and+Mars%3A+Current+gaps+and+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Astron+Space+Sci%22%5BJournal%5D)">Large-Scale crop production for the Moon and Mars: Current gaps and future perspectives.</a> Front Astron Space Sci. 8, 733944(2022).</li>
<li>Cooper, M., Perchonok, M., Douglas, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Initial+assessment+of+the+nutritional+quality+of+the+space+food+system+over+three+years+of+ambient+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Npj+Microgravity%22%5BJournal%5D)">Initial assessment of the nutritional quality of the space food system over three years of ambient storage.</a> Npj Microgravity. 3, 17(2017).</li>
<li>Poorter, H., Navas, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+growth+and+competition+at+elevated+CO2%3A+On+winners%2C+losers+and+functional+groups%5BTitle%5D)+AND+%22New+Phytol%22%5BJournal%5D)">Plant growth and competition at elevated CO2: On winners, losers and functional groups.</a> New Phytol. 157 (2), 177-198 (2003).</li>
<li>Prior, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+elevated+atmospheric+CO2+effects+on+plant+growth+and+water+relations%3A+Implications+for+horticulture%5BTitle%5D)+AND+%22Hortscience%22%5BJournal%5D)">A review of elevated atmospheric CO2 effects on plant growth and water relations: Implications for horticulture.</a> Hortscience. 46 (2), 15-162 (2011).</li>
<li>Dong, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+elevated+CO2+on+nutritional+quality+of+vegetables%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Plant+Sci%22%5BJournal%5D)">Effects of elevated CO2 on nutritional quality of vegetables: A review.</a> Front Plant Sci. 9, 924(2018).</li>
<li>Burgner, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+and+photosynthetic+responses+of+Chinese+cabbage+%28Brassica+rapa+L.+cv.+Tokyo+Bekana%29+to+continuously+elevated+carbon+dioxide+in+a+simulated+Space+Station+%26%2334%3BVeggie%26%2334%3B+crop-production+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Life+Sci+Space+Res%22%5BJournal%5D)">Growth and photosynthetic responses of Chinese cabbage (Brassica rapa L. cv. Tokyo Bekana) to continuously elevated carbon dioxide in a simulated Space Station &#34;Veggie&#34; crop-production environment.</a> Life Sci Space Res. 27, 83-88 (2020).</li>
<li>Levine, L. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiologic+and+metabolic+responses+of+wheat+seedlings+to+elevated+and+super-elevated+carbon+dioxide%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Space+Res%22%5BJournal%5D)">Physiologic and metabolic responses of wheat seedlings to elevated and super-elevated carbon dioxide.</a> Adv Space Res. 42 (12), 1917-1928 (2008).</li>
</ol>

Żaden z autorów nie ma konfliktu interesów związanych z opisaną powyżej pracą.

Protokół ten zapewnia powtarzalną i opłacalną metodę uprawy roślin przy ekstremalnych stężeniachCO2 (exCO2) około 3 000 ppm, porównywalnych z tymi na Międzynarodowej StacjiKosmicznej 2. System modyfikuje inkubator laboratoryjny, łącząc kontrolę środowiska opartą na SBC z pasywnym systemem hydroponicznego, aby wspierać wzrost roślin do dwóch tygodni bez konieczności ręcznego podlewania lub otwierania komory. Podejście to niweluje krytyczną lukę w zasobach umożliwiających naśla...

Rośliny odegrają kluczową rolę w podtrzymywaniu życia ludzkiego podczas długotrwałych misji kosmicznych, przyczyniając się do produkcji żywności, zaspokajając potrzeby żywieniowe i promując dobrostan psychiczny1. Jednak skład atmosfery załogowego statku kosmicznego lub przewidywanych przyszłych siedlisk znacznie różni się od atmosfery na Ziemi. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) rutynowo doświadcza poziomówCO2 powyżej 3 000 części na milion (ppm), czyli niemal rzędu wielkości wyższych niż stężenia w otoczeniu Ziemi2. Poziomy na ISS sięgnęły nawet 6 500 ppm. Te ekstremalne poziomyCO2 (exCO2) mogą wpływać na fizjologię, morfologię i skład składników odżywczych roślin. Jednak te poziomy exCO2 wykraczają poza zakres większości eksperymentów z podwyższonym CO2 , które koncentrują się na CO2 w zakresie od 700 ppm do 1500 ppm, a wręcz poza zakresem większości komór roślin na ziemi. W konsekwencji skutki takich ekstremalnych warunków pozostają słabo scharakteryzowane. Zrozumienie reakcji roślin na poziomy exCO2 istotne dla lotów kosmicznych jest zatem kluczowe dla zapewnienia sukcesu rolnictwa kosmicznego oraz bioregeneracyjnych systemów podtrzymywania życia.
Mikrozielone rośliny niedawno stały się obiecującymi kandydatami do żywienia astronautów ze względu na szybki wzrost, niewielki zasięg i wysoką gęstość składników odżywczych 3,4. Te krótkocyklowe uprawy mogą dostarczać świeżych witamin i przeciwutleniaczy, które z czasem ulegają rozkładowi w magazynowanych racjach lotów kosmicznych. Obecnie formułowane posiłki astronautów wykazują znaczną utratę składników odżywczych podczas długotrwałego przechowywania. Po pomiarze po trzech latach przechowywania w temperaturze pokojowej witamina C i witaminaB1 spadają poniżej zalecanych poziomów, a witaminy A i B6 również wykazują umiarkowane spadki5. Dostęp do świeżych, bogatych w składniki odżywcze mikrozielenin może więc pomóc utrzymać zdrowie załogi podczas misji trwających kilka lat. Poprzednie badania przy umiarkowanie podwyższonym poziomieCO2 (800-1000 ppm) wykazały, że rośliny mają tendencję do gromadzenia większej ilości związków bogatych w węgiel, w tym węglowodanów, flawonoidów i witaminy C, jednocześnie ograniczając ilość związków bogatych w azot, takich jak białka 6,7. Inne badania zaobserwowały zmniejszone zawiązywanie nasion, zmiany w ekspresji enzymów fotosyntetycznych oraz zmiany w składzie pierwiastkowym, szczególnie redukcje żelaza, cynku i magnezu8. Te zmiany składu sugerują, że dostępność węgla (jakoCO2) zmienia równowagę między węglem a azotem, a co za tym idzie, metabolizm pierwotny i wtórny. W związku z tym podwyższony poziomCO2 może mieć znaczenie dla wartości odżywczej upraw, co jest kluczową potrzebą dla zdrowia astronautów podczas długotrwałych misji kosmicznych.
Znacznie mniej wiadomo o tym, jak rośliny reagują na poziomy exCO2 występujące w środowiskach statków kosmicznych, które mogą przekraczać 3000 ppm na ISS. Badania analogowe lotów kosmicznych i naziemnych wykazały nieprawidłowości wzrostu w tych warunkach, w tym zmniejszone rozszerzanie liści, chlorozę oraz zmienione tempo wzrostu 2,9,10. Na przykład Brassica rapa uprawiana na ISS wykazywała żółte liście o zmniejszonym rozmiarze, które przypisywano poziomom exCO2, a nie efektom mikrograwitacji9. Obserwacje te podkreślają, że reakcje roślin na poziomy exCO2 nie są jedynie ekstrapolacją skutków umiarkowanie podwyższonego CO2, lecz raczej sugerują wyraźne zaburzenia fizjologiczne i metaboliczne. Jednak niewiele systemów wzrostu na Ziemi jest w stanie utrzymać stabilne poziomy exCO2, co utrudnia konsekwentne odwzorowanie warunków statków kosmicznych lub testowanie wariacji genotypowej roślin w tak ekstremalnych atmosferach.
Aby rozwiązać to ograniczenie, opracowaliśmy małą, niskokosztową komorę zdolną do utrzymania stałych, programowalnych poziomów exCO2 , które symulują atmosfery statków kosmicznych (Rysunek 1). System ten jest konstruowany poprzez modyfikację inkubatora stołowego oraz integrację czujników i zaworów elektromagnetycznych, które są sterowane przez niedrogi komputer jednopłytowy (SBC) z programowalnymi pinami. Projekt umożliwia automatyczną regulacjęCO2 oraz ciągłe monitorowanie parametrów środowiskowych, w tym temperatury, wilgotności i ciśnienia. Aby zapobiec szybkiemu wyczerpaniuCO2 spowodowanemu częstym otwieraniem drzwi, wprowadziliśmy pasywny system hydroponiczny, który wspiera wzrost mikrozieleni do 14 dni bez dodatkowego podlewania. To zamknięte rozwiązanie minimalizuje zakłócenia, jednocześnie zapewniając spójną atmosferę.
Tutaj opisujemy szczegółowy, powtarzalny protokół budowy i eksploatacji komory wzrostu exCO2 oraz uprawy mikrozielenin w kontrolowanych, istotnych dla lotów kosmicznych warunkach atmosferycznych. Protokół obejmuje etapy instalacji szczelnych przewodów kablowych i gazowych, systemu wtrysku i wentylacjiCO2 , podłączania czujników do SBC, programowania kodu sterującego exCO2 oraz montażu pasywnego hydroponicznego systemu odprowadzania knotów. Korzystając z tego układu, demonstrujemy skuteczny wzrost mikrozielenin rzodkiewki (Raphanus sativus, roślina C3) i amarantusa (Amaranthus cruentus, roślina C4) zarówno w warunkach otoczenia, jak i podobnych do ISS exCO2 . Platforma oferuje przystępne cenowo i skalowalne podejście do badania reakcji roślin na ekstremalne środowiska atmosferyczne oraz do przygotowywania eksperymentów do lotów kosmicznych.

budowa i eksploatacja taniej komory wzrostu podwyższonego dwutlenku węgla do oceny fizjologii mikrozieleni przy poziomachco2 istotnych dla lotów kosmicznych

Building and Operating a Low-Cost Elevated Carbon Dioxide Growth Chamber to Evaluate Microgreen Physiology under Spaceflight-Relevant CO2 Levels

Poziomy dwutlenku węgla (CO2) na załogowych statkach rutynowo przekraczają 3 000 ppm, co jest znacznie wyższe niż stężenia atmosferyczne na Ziemi. Długotrwałe narażenie na ekstremalne stężenieCO2 (exCO2) powyżej 3000 ppm może zmieniać wzrost roślin, jego fizjologię i skład odżywczy. Jednak niewiele systemów laboratoryjnych jest w stanie wiarygodnie odtworzyć te stężenia exCO2 . Protokół ten opisuje dostępną i niskokosztową metodę budowy komory wzrostu na stole, zdolnej do utrzymania stabilnego poziomuCO2 powyżej 3000 ppm podczas eksperymentów roślinnych.
Komora została stworzona poprzez modyfikację inkubatora stołowego, który zawiera szczelne przewody i połączenia gazowe, zautomatyzowany system dostarczania i odpowietrzaniaCO2 oraz zintegrowane czujniki temperatury, wilgotności i ciśnienia. System jest sterowany przez niedrogi komputer jednopłytkowy, wykorzystujący otwarty kod Pythona do utrzymania docelowego stężeniaCO2 poprzez regulację elektromagnesów, które wstrzykują CO2 lub odpowietrzają komorę w odpowiedzi na odczyty systemu. Niestandardowa pasywna skrzynka z odprowadzaniem wiotu utrzymuje wzrost roślin bez konieczności aktywnego podlewania, zmniejszając potrzebę otwierania komory i minimalizując wahania poziomuCO2 .
Korzystając z tego systemu, z powodzeniem uprawialiśmy dwa gatunki mikrozieleni: rzodkiewkę (Raphanus sativus, roślina C3) i amaranta (Amaranthus cruentus, roślina C4), w warunkach "otoczeniaCO 2" (minimum 400 ppm) i "ISS-podobnych exCO2" (minimum 3 000 ppm). Komory utrzymywały stabilny poziomCO2 , temperaturę i wilgotność przez cały cykl wzrostu trwający 10–14 dni. Ten powtarzalny, istotny dla lotów kosmicznych systemCO2 stanowi dostępne narzędzie do badania odpowiedzi roślin na ekstremalne środowiska atmosferyczne oraz do przygotowywania eksperymentów do lotów kosmicznych.

Dwa inkubatory laboratoryjne zostały pomyślnie zmodyfikowane, aby utrzymać programowalne stężenia CO2 odpowiednie do eksperymentów wzrostu mikrozieleni. Dla każdego eksperymentu jedna komora była programowana tak, aby utrzymywać warunki "exCO2" podobne do ISS (minimum 3000 ppm), a druga na warunki "wewnętrznego CO2" (minimum 400 ppm). Przez 10 i 14 dni uprawialiśmy mikrozielone rzodkiewki i amarantusy (Rysunek 13). Każde leczenie było powtarzane sześć razy, n...

Protokół ten opisuje, jak zbudować i obsługiwać małą, niskokosztową komorę wzrostową zdolną do utrzymania ekstremalnych poziomów dwutlenku węgla (exCO2) podczas eksperymentów roślinnych. Komora umożliwia powtarzalne badania fizjologii mikrozieleni w warunkach atmosferycznych odpowiednich dla lotów kosmicznych, wykorzystując jednopłytowy komputerowy system monitorowania i sterowania oraz pasywny system hydroponiczny odprowadzania knotów.

Budowa i eksploatacja taniej komory wzrostu podwyższonego dwutlenku węgla do oceny fizjologii mikrozieleni przy poziomachCO2 istotnych dla lotów kosmicznych

Carbon dioxide (CO2) levels aboard crewed spacecraft routinely exceed 3,000 ppm, significantly higher than atmospheric concentrations on Earth. Sustained ...

Interesuje nas, jak ekstremalne poziomy dwutlenku węgla wynoszące 3000 części na milion wpływają na wzrost i odżywianie roślin. Chcieliśmy opracować tanią, ekstremalną komorę CO2. Ponieważ obecnie niewiele komór wzrostowych jest w stanie utrzymać ekstremalne poziomy CO2.Na początek zainstaluj i włącz sprzęt potrzebny do zabiegu. Przetrzyj wszystkie nieelektroniczne powierzchnie komory, w tym ściany, sufit i drzwi, środkiem dezynfekującym SA-20 przygotowanym w ilości 7,8 mililitra na litr wody. Zostaw otwarte drzwi komory i pozwól jej wyschnąć na powietrzu przez noc.Przygotuj 0,25x MS bazalnego medium bez świmaka, rozpuszczając 4,3 grama soli MS i jeden gram 2-etanolowego kwasu w jednym litrze wody zdejonizowanej. Użyj jednego trzonowca wodorotlenku potasu, aby dostosować pH medium do 5,7. Rozcieńcz roztwór do ostatecznej objętości czterech litrów i wydaj 700 mililitrów alikwotów do butelek o pojemności jednego litra.Następnie napełnij butelki autoklawowane wodą destylowaną lub dejonizowaną, aby sterylizować i płukać nasiona. Autoklawuj medium MS i przygotowaną wodę, stosując cykl cieczy przez 30 minut. Owiń pudełka hydroponiczne, narzędzia i pojemniki folią aluminiową.Zautoklawuj owinięte materiały w cyklu suchym z 30-minutowym okresem schnięcia. I wykonaj kolejne kroki w okapie laminarnym. Wewnątrz kaptura dodaj nasiona rzodkiewki do roztworu 2% wybielacza zawierającego 0,05% Triton X-100 i delikatnie potrząsaj zawiesiną nasion przez pięć minut w temperaturze pokojowej.Przelej roztwór wybielacza z nasion i opłucz je trzy razy sterylną wodą. Po płukaniu namocz nasiona przez noc w sterylnej wodzie, aby wspomóc równomierne kiełkowanie. Następnie napełnij każde pudełko hydroponiczne sterylnym medium 0,25x MS, aż powierzchnia filcu zostanie pokryta około jednym do dwóch milimetrami cieczy.Sprawdź, czy nie ma szczeliny powietrznej między filcem a cieczą. Używając sterylnych kleszczy, umieść do 30 nasion rzodkiew na filcu w każdym pudełku hydroponicznym. Delikatnie wciśnij nasiona w filc kleszcze i upewnij się, że są wyśrodkowane powyżej otworów na końcówce wkładki.Przykryj każdą sadzoną hydroponiczną skrzynkę folią spożywczą lub sterylnymi pokrywkami, aby utrzymać wilgotność podczas kiełkowania. Ustaw główny regulator dwutlenku węgla na około 10 funtów na cal kwadratowy. Teraz powoli otwórz główny zawór w zbiorniku na dwutlenek węgla.Reguluj wtórny regulator obniżający od jednego do trzech funtów na cal kwadratowy. Włącz komory inkubatora stołowego i ustaw temperaturę wewnętrzną na 23 stopnie Celsjusza. Sprawdź, czy wentylator wewnętrzny działa i upewnij się, że wentylator nie jest zasłonięty, aby zapewnić prawidłową cyrkulację powietrza.Następnie otwórz Control_chamber_JoVE. kod py w Thonny. Sprawdź dwutlenek węgla w ustawieniach światła.Uruchom program. Następnie sprawdź, czy elektromagnesy, czujniki i światła reagują prawidłowo. Gdy środowisko jest stabilne, umieść zakryte skrzynki hydroponiczne wewnątrz każdej komory.Zamknij drzwi komnaty. I potwierdzić, że stężenie dwutlenku węgla wróci do wartości zadanej w ciągu trzech do pięciu minut. Okryj panele drzwi komory folią aluminiową lub folią zaciemniającą, aby zapobiec zakłóceniom światła.Codziennie odchyl pokrywę, aby sprawdzić rośliny, a po inspekcji przyklej ją taśmą. Monitoruj odczyty komory od jednego do trzech razy dziennie za pomocą RealVNC lub lokalnie przez wyświetlacz multimedialny w wysokiej rozdzielczości. Pozwól nasionom kiełkować z osłonami wilgotnościowymi przez trzy do czterech dni, aż pojawi się ołów w wyklęciu.Usuń osłony wilgotności, gdy większość korzeni siewek przeniknie filcowe podłoże. Odpowiadaj niezwłocznie na wszelkie alerty e-mail generowane przez system i zapisuj wszelkie nieprawidłowości lub ręczne interwencje. Kontynuuj inkubację, aż wzrost rośliny osiągnie pożądany poziom.Na końcu cyklu wzrostu otwórz drzwi komory i usuń rośliny z komory. Przetwarzanie roślin jest wymagane do celów eksperymentalnych, takich jak analiza biomasy, chlorofilu czy składników odżywczych. Zatrzymaj skrypt Control i wyłącz inkubator i światła na stole.Zmienij nazwę pliku Chamber_data_csv danych środowiskowych i skopiuj ten przemianowany plik na pendrive. Usuń kondensat z wnętrza komory i przetrzyj powierzchnie nieelektroniczne etanolem 70%. Zostaw otwarte drzwi komory i włącz pompę powietrza, aż komora i rurka wyschną.Na koniec wyłącz listwy zasilające i zamknij zawór zbiornika dwutlenku węgla, aby zapobiec wyciekom i oszczędzać paliwo. Mikrozielone rzodkiewki osiągają typowy rozwój 10 dni po posiewie. System regulacji dwutlenku węgla utrzymywał docelowe stężenia dla warunków otoczenia i ekstremalnych zasobów dwutlenku węgla.Średnie stężenia dwutlenku węgla podczas eksperymentów z rzodkiewkami wynosiły 618 części na milion dla zabiegu środowiskowego oraz 3061 części na milion dla zabiegu ekstremalnych warunków. Poziom dwutlenku węgla w komorach rzodkiewki stał się bardziej zmienny w ciągu dnia wraz ze wzrostem masy roślin, co wymagało częstych zastrzyków, aby utrzymać stężenia. Nocne oddychanie roślin zwiększone stężenie dwutlenku węgla w komorze rzodkiewki do szczytów powyżej 1 200 części na milion.Poziom dwutlenku węgla spadł do blisko 400 części na milion niedługo po rozpoczęciu okresu światła w komorze otoczenia, co wskazuje na szybkie pobieranie w ciągu dnia. Temperatury w komorach utrzymywały się w ciągu dnia blisko 25 stopni Celsjusza i w nocy w obu warunkach zbliżały się do 23 stopni Celsjusza. Wilgotność względna stopniowo rosła w trakcie eksperymentu z rzodkiewką wraz ze wzrostem transpiracji roślin.Ciśnienie powietrza pozostawało stałe i niemal identyczne między otoczeniem a ekstremalnym traktowaniem dwutlenkiem węgla przez cały eksperyment. Nasza metoda mogłaby być wykorzystywana przez badaczy zainteresowanych biologią kosmiczną, fizjologią mikrozieleni lub reakcją roślin na podwyższony poziom dwutlenku węgla. Dbanie o sterylność i higienę jest kluczowe podczas stosowania tego protokołu, aby zapobiegać chorobom.Komory powinny być regularnie sprawdzane, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie. Komory te mogłyby być wykorzystywane do badania, jak różne stężenia dwutlenku węgla wpływają na fizjologię innych małych roślin.

building-operating-low-cost-elevated-carbon-dioxide-growth-chamber-to

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Ta metoda wyjaśnia, jak zbudować i obsługiwać ciągłą komorę do znakowania izotopów 13C i 15N do jednolitego lub zróżnicowanego etykietowania tkanek roślinnych. Omówiono reprezentatywne wyniki znakowania metabolicznego i strukturalnego Andropogon gerardii.

Konstrukcja i działanie komory do ciągłego znakowania izotopami 13C i 15N do jednorodnego lub różnicowego, metabolicznego i strukturalnego znakowania izotopów roślinnych

Ten artykuł przedstawia metodę statycznego pomiaru strumienia gazów cieplarnianych z systemów glebowych. Przy stosunkowo niewielkich inwestycjach w infrastrukturę, pomiary można uzyskać z wielu zabiegów/lokalizacji i w ramach czasowych od godzin do lat.

Pomiar strumienia gazów cieplarnianych z gleb rolniczych za pomocą komór statycznych

Lizymetr Gradientu Dwutlenku Węgla tworzy liniowy gradient dwutlenku węgla L-1 o objętości od 250 do 500 μl w komorach o kontrolowanej temperaturze, w których znajdują się zbiorowiska roślinne na monolitach gliniastych, pylastych i piaszczystych. Obiekt służy do określenia, w jaki sposób przeszły i przyszły poziom dwutlenku węgla wpływa na obieg węgla na użytkach zielonych.

Instalacja do pomiaru gradientu stężenia CO2 do badania wzbogacenia w CO2 i wpływu gleby na funkcjonowanie ekosystemu użytków zielonych

Tradycyjne tabele termogradientowe tworzą zakres temperatur na całej powierzchni. Spawanie węzłów prostopadłych do powierzchni stołu termogradientowego pozwoli na dogłębną kontrolę temperatury, zwiększając możliwe zastosowania badawcze.

Stół termogradientowy z fałdami do kontrolowania temperatury gleby w celu oceny wzrostu roślin i monitorowania procesów zachodzących w glebie

Przedstawiona tutaj jest prosta technika konfokalnego obrazowania poklatkowego o wysokiej rozdzielczości rozwoju korzeni i hipokotylu przez okres do 3 dni przy użyciu obiektywów o dużej aperturze numerycznej i perfluorodekaliny jako medium immersyjnego.

Prosta komora do długoterminowego obrazowania konfokalnego rozwoju korzeni i hipokotylu

Tutaj prezentujemy protokół do badania zachowań związanych ze wzrostem roślin, a zwłaszcza fenotypów w powtarzalny sposób. Pokazujemy, jak zapewnić zmienne, a jednocześnie stabilne warunki oświetleniowe. Prawidłowe analizy zależą od wystarczającej liczby prób i prawidłowych ocen statystycznych.

Analiza zachowania wzrostu Arabidopsis thaliana w różnych jakościach światła

Opisujemy metodę badania zdolności komórek roślinnych rosnących na wierzchołkach, w tym łagiewek pyłkowych, włośników i protonematy mchu, do wydłużania się przez ekstremalnie wąskie szczeliny (~1 μm) w urządzeniu mikroprzepływowym.

Opracowanie urządzeń mikroprzepływowych do badania zdolności wydłużania komórek roślinnych rosnących wierzchołkowo w ekstremalnie małych przestrzeniach

Prosty, wszechstronny i tani system hydroponiczny in vitro został pomyślnie zoptymalizowany, umożliwiając eksperymenty na dużą skalę w sterylnych warunkach. System ten ułatwia stosowanie substancji chemicznych w roztworze i ich efektywne wchłanianie przez korzenie do badań molekularnych, biochemicznych i fizjologicznych.

Elastyczny, niedrogi system hydroponiczny do oceny reakcji roślin na małe cząsteczki w sterylnych warunkach

Uprawa akseniczna na skalę laboratoryjną ułatwia charakterystykę mikroglonów i optymalizację produktywności przed kolejnym zwiększeniem skali procesu. Fotobioreaktory zapewniają niezbędną kontrolę dla wiarygodnych i powtarzalnych eksperymentów z mikroalgami i mogą być przystosowane do bezpiecznej hodowli mikroalg z gazami korozyjnymi (CO2, SO2, NO2) z emisji ze spalania komunalnego lub przemysłowego.

Uprawa mikroalg i kwantyfikacja biomasy w fotobioreaktorze laboratoryjnym z korozyjnymi gazami spalinowymi

Opisujemy podejście do pomiaru zmian w wydajności fotosyntezy w roślinach po traktowaniu niskim poziomemCO2 za pomocą fluorescencji chlorofilu.

Ocena efektywności fotosyntezy w mutantach fotooddechowych za pomocą analizy fluorescencji chlorofilu

Poznaj budowę i eksploatację taniej komory wzrostu z podwyższonym CO₂ do badań fizjologii mikrozieleni w warunkach istotnych dla lotów kosmicznych. Metoda umożliwia symulację ekstremalnych stężeń dwutlenku węgla powyżej 3000 ppm.

Budowa i eksploatacja taniej komory wzrostu podwyższonego dwutlenku węgla do oceny fizjologii mikrozieleni przy poziomachCO2 istotnych dla lotów kosmicznych (Wideo) | JoVE Journal

Budowa i eksploatacja taniej komory wzrostu podwyższonego dwutlenku węgla do oceny fizjologii mikrozieleni przy poziomach_CO2 istotnych dla lotów kosmicznych

Przeglądaj więcej filmów