Descrevemos um protocolo para amostrar, preservar e seção de raízes intactas e o solo circundante da rizosfera de ambientes pantanosos usando arroz(Oryza sativa L.) como espécie modelo. Uma vez preservada, a amostra pode ser analisada utilizando técnicas de imagem elementar, como a fluorescência química de raios-X síncrotron (XRF).
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Artigo de método
Um método para preservar raízes úmidas e rizosferas para imagem elementar
Neste artigo
Resumo
Resumo
As raízes interagem extensivamente com seu ambiente de solo, mas visualizar tais interações entre raízes e a rizosfera circundante é um desafio. A química da rizosfera das plantas úmidas é particularmente desafiadora de capturar por causa de gradientes de oxigênio íngremes das raízes para o solo a granel. Aqui é descrito um protocolo que preserva efetivamente a estrutura radicular e a química da rizofera de plantas úmidas através do congelamento de slam e secagem congelante. O congelamento de slam, onde a amostra é congelada entre blocos de cobre pré-resfriados com nitrogênio líquido, minimiza danos radiculares e distorção amostral que pode ocorrer com o congelamento de flash, minimizando ainda as alterações de especiação química. Embora a distorção da amostra ainda seja possível, a capacidade de obter várias amostras rapidamente e com custo mínimo aumenta o potencial de obter amostras satisfatórias e otimiza o tempo de imagem. Os dados mostram que este método é bem sucedido na preservação de espécies reduzidas de arsênico em raízes de arroz e rizosferas associadas a placas de ferro. Este método pode ser adotado para estudos de relações entre plantas e solo em uma ampla variedade de ambientes pantanosos que abrangem a concentração que abrange desde o ciclismo de elementos até aplicações de fitoremediação.
Introdução
As raízes e suas rizosferas são dinâmicas, heterogêneas e criticamente importantes para entender como as plantas obtêm nutrientes minerais e contaminantes1,2,3. As raízes são o caminho primário pelo qual nutrientes (por exemplo, fósforo) e contaminantes (por exemplo, arsênico) se movem do solo para as plantas e, assim, entender esse processo tem implicações para quantidade e qualidade dos alimentos, funcionamento do ecossistema e fitromediação. No entanto, as raízes são dinâmicas no espaço e no tempo crescendo em resposta às necessidades de aquisição de nutrientes e muitas ve....
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Protocolo
1. Preparação de equipamentos de congelamento de slam
- Coloque dois blocos de cobre (~5 cm x 5 cm x 15 cm) horizontalmente dentro de um refrigerador limpo capaz de segurar nitrogênio líquido e despeje nitrogênio líquido suficiente para submergir os blocos. Uma vez que o borbulhante diminua, coloque dois espaçadores em cima de um bloco de cobre em cada extremidade.
NOTA: A altura do espaçador determina a altura da amostra a ser congelada; este exemplo usa um espaçador de 2 cm para criar cubos de aproximadamente 3 cm x 3 cm x 2 cm. O volume do nitrogênio líquido dependerá do tamanho do refrigerador. Este exemplo usa aproximadamente 1 L para aproximadamente 5....
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Resultados
Este método permite a preservação de raízes e espécies químicas nas raízes e rizosfera das plantas úmidas e no solo a granel. Neste trabalho, o método foi utilizado para avaliar como especiação e co-localização com óxidos fe e mn e nutrientes vegetais na rizosfera do arroz(Oryza sativa L.). O arroz foi cultivado na Instalação RICE da Universidade de Delaware, onde 30 mesocosmos de arroz (2 m x 2 m, 49 plantas cada) são usados para cultivar arroz sob várias condições de manejo do solo e da água com o objetivo de .......
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Discussão
Este artigo descreve um protocolo para obter solo a granel preservado + rizosferas de raízes vegetais úmidas usando uma técnica de congelamento de slam que pode ser usada para mapeamento de imagens elementares e/ou especiação química.
Existem vários benefícios deste método em relação aos métodos existentes. Em primeiro lugar, este método permite a investigação simultânea das raízes e das rizoferas circundantes. Atualmente existem métodos para preservar e quimicamente as raízes de seu ambiente .......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Os autores reconhecem uma concessão conjunta de sementes a Seyfferth e Tappero para apoiar a colaboração entre a Universidade de Delaware e o Laboratório Nacional brookhaven. Partes desta pesquisa utilizaram a linha de luz XFM (4-BM) da Fonte Nacional de Luz Síncrotron II, um Escritório de Recursos do Usuário do Departamento de Energia dos EUA (DOE) operado para o DoE Office of Science pelo Laboratório Nacional brookhaven sob o contrato nº. DE-SC0012704.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Blocos de cobre | McMaster Carr | 89275K42 | |
| Lâmina de diamante | Buehler | 15 LC, 102 mm x 0,3 mm | de operação: 225 rpm |
| Formas epóxi | Struers | 40300085 | FixiForm |
| Epoxy | Epotek | 301-2FL | |
| Supercola | Loctite | 404 | |
| Máquina de corte fino | Buehler | Serra úmida PetroThin | |
| Buehler | IsoMet 1000 |
Referências
- Ahkami, A. H., White, R. A., Handakumbura, P. P., Jansson, C. Rhizosphere engineering: Enhancing sustainable plant ecosystem productivity. Rhizosphere. 3 (2), 233-243 (2017).
- McNear, D. H. The rhizosphere - roots, soil and everything in between. Nature Education....
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Reimpressões e permissões
