Os protocolos descritos neste documento fornecem uma metodologia clara e acessível para medir proteína solúvel e conteúdo digeríveis (não estruturais) hidrato de carbono em tecidos vegetais. A capacidade de quantificar estes macronutrientes de duas plantas tem implicações significativas para fazer avançar os campos de Fisiologia vegetal, ecologia nutricional, interações planta-herbívoro e ecologia alimentar-web.
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Artigo de método
Quantificação de proteínas solúveis vegetais e carboidratos digeríveis conteúdo, usando o milho (Zea mays) como um Exemplar
Neste artigo
Resumo
Resumo
Dados elementares são comumente usados para inferir a qualidade da planta como um recurso para herbívoros. No entanto, a omnipresença do carbono em biomoléculas, a presença de compostos contendo nitrogênio de plantas defensivas e variação na espécie-específicas correlações entre nitrogênio e planta proteica todos limitar a precisão dessas inferências. Além disso, pesquisa focada na planta e/ou fisiologia herbívoro exigem um nível de precisão que não é conseguido usando generalizada de correlações. Os métodos apresentados aqui oferecem pesquisadores um protocolo claro e rápido para medir diretamente proteínas solúveis vegetais e carboidratos digeríveis, os macronutrientes de duas plantas mais intimamente ligados ao desempenho fisiológico animal. Os protocolos combinam bem caracterizados ensaios colorimétricos com passos de digestão otimizada de plantas específicas para fornecer resultados precisos e reprodutíveis. Nossas análises de milho de diferente tecidos mostram que estes ensaios têm a sensibilidade para detectar a variação na planta proteína solúvel e conteúdo de carboidrato digerível através de múltiplas escalas espaciais. Estas incluem diferenças entre plantas em crescimento de regiões e variedades ou espécies de plantas, bem como dentro-planta diferenças no tipo de tecido e até mesmo posicional dentro do mesmo tecido. Combinar proteínas solúveis e teor de carboidrato digerível com dados elementares também tem o potencial de proporcionar novas oportunidades em biologia vegetal para conectar a nutrição mineral de plantas com processos fisiológicos de planta. Essas análises também ajudam a gerar os dados de carboidrato digerível preciso estudar ecologia nutricional, interações planta-herbívoro e dinâmica de comida-web, que por sua vez irá melhorar a fisiologia e a pesquisa ecológica e proteína solúvel.
Introdução
Biomassa vegetal constitui a base de praticamente todos os alimentos terrestres-teias. Plantas adquirem elementos nutritivos do solo através de seus sistemas de raízes e utilizam a luz solar em seus tecidos foliares para sintetizar biomoléculas. Em particular, carbono e nitrogênio são usados para criar os carboidratos, proteínas (compostos de aminoácidos) e lipídios que são necessários para construir a biomassa de planta (Note-se que em plantas fisiologia "macronutrientes" o termo muitas vezes refere-se aos elementos do solo, tais como N, P, K e S, no entanto, ao longo deste trabalho este termo referiremos de biomoléculas, tais como proteínas, hidratos de carbono e lí....
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Protocolo
1. coleta e processamento de plantas
- Coletar e processar amostras de planta
- Depois de coletar amostras de plantas, congelam amostras mergulhando material vegetal em nitrogênio líquido com fórceps e loja a-80 ° C. Se as amostras de plantas coletadas são grandes demais para congelar, esfriar rapidamente as amostras usando gelo seco e a transferência para um freezer-80 ° C, logo que possível. O conteúdo de macronutrientes de material vegetal pode alterar depois tecidos são separados da planta, por isso é importante congelar amostras de planta logo que possível após a coleta.
Atenção: Nitrogênio líquido pode causar graves queimaduras ....
- Depois de coletar amostras de plantas, congelam amostras mergulhando material vegetal em nitrogênio líquido com fórceps e loja a-80 ° C. Se as amostras de plantas coletadas são grandes demais para congelar, esfriar rapidamente as amostras usando gelo seco e a transferência para um freezer-80 ° C, logo que possível. O conteúdo de macronutrientes de material vegetal pode alterar depois tecidos são separados da planta, por isso é importante congelar amostras de planta logo que possível após a coleta.
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Resultados
Para mostrar a utilidade desses métodos, foram analisados a proteína solúvel e o conteúdo de carboidrato digerível de quatro diferente campo e milho doce tecidos que servem como distintos potenciais recursos nutricionais para insetos herbívoros. Coletamos espigas de milho de três regiões agrícolas dos Estados Unidos (Minnesota, Carolina do Norte e Texas), englobando cinco variedades diferentes de milho doce (ou seja, genótipos) e uma variedade de milho de campo como um externo. <.......
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Discussão
Combinando ensaios colorimétricos bem estabelecidos com protocolos de extração de planta específica eficaz, os ensaios demonstrados aqui fornecem um método razoável e preciso para medição de planta de proteína solúvel e conteúdo de carboidrato digerível. Nossos resultados usando o milho como um exemplo ilustra como estes protocolos podem ser usados para obter medições precisas em diferentes escalas espaciais biologicamente relevantes. Por exemplo, fomos capazes de detectar diferenças na planta de proteína solúvel e conte.......
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Graças a todos os nossos colaboradores que têm assistido com coleções de campo de milho doce, incluindo Dominic Reisig e Dan Mott na North Carolina State University e Pat Porter na Texas A & M University em Lubbock, TX. Agradecimentos a Fiona Clissold para ajudar a otimizar os protocolos e para fornecer as edições para este manuscrito. Este trabalho foi financiado em parte pelo Texas A & M C. Everette Salyer Fellowship (departamento de entomologia) e a biotecnologia risco Grant programa avaliação competitiva concedem n º 2015-33522-24099 do departamento E.U. da agricultura (concedido a gás e STB).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| leitor de microplacas (espectrofotômetro) | Bio-Rad | Modelo 680 XR | |
| Bio-Rad Protein Assay Concentrado de reagente de corante | Bio-Rad | 5000006 | 450mL |
Referências
- Simpson, S. J., Raubenheimer, D. The Nature of Nutrition: A Unifying Framework from Animal Adapation to Human Obesity. , Princeton University Press. Princeton, NJ. (2012).
- Behmer, S. T. Insect herbivore nutrient regulation. Annual Review of Entomology
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Reimpressões e permissões
Etiquetas
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