12 октября 2015 г.
Раскрытие как физиология и морфология связаны позволяет глубже понять механистической функционирования листьев растений. Мы указываем как процедуру, чтобы получить параметры устьичного регулирования от устьичные измерений проводимости и корреляции с традиционными функциональными листьев черт.
Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы связать экофизиологические и морфологические свойства листьев для лучшего понимания функционирования экосистемы в различных растительных сообществах. Это достигается путем предварительного измерения проводимости стомы при ежедневном курсе, а затем извлечения соответствующих параметров, которые описывают контроль стомы у различных видов. Вторым шагом является измерение размера и плотности стомы с помощью микроскопа.
Далее оцениваются признаки жилок листьев. Последний шаг заключается в том, чтобы связать морфологические и анатомические особенности с экофизиологическими свойствами видов растений. Это позволяет глубже понять механизмы листьев растений, как это видно на примере соматического замыкания, когда воздух становится более сухим для разных видов с разными свойствами листьев.
Общая идея нашего исследования заключается в том, чтобы использовать легко измеримые признаки листьев в качестве прокси для ключевых функций растения, которые требуют больших усилий при прямом измерении. Основная цель данного протокола состоит в том, чтобы связать несколько оцененных в долине признаков листьев с некоторыми нормами, которые являются ключевым аспектом стратегии растений для балансировки использования воды и роста. Выбирайте листья разных видов и особей по воспроизводимой схеме.
Например, выбирайте листья с одинаковой высотой, одинаковой экспозицией, одинаковым положением внутри растения, если это возможно, только из одного и того же узла и только из одной категории, такой как солнце или тень. Листва. Измеряйте только листья в здоровом и полностью развитом состоянии. Отметьте листья на особях, чтобы убедиться, что повторные измерения были сделаны на одном и том же листе.
Используя параметр стационарного состояния, подготовьтесь к измерениям горностаевой проводимости только на поверхности листа, избегая при этом средних ребер и сильных прожилок листа. Начинайте измерения в ранние утренние часы до восхода солнца. Проведение от 5 до 10 повторных измерений до значений проводимости стомы показывает явное снижение в полдень.
Ежедневный курс измерений даст хорошие данные для анализа взаимосвязи между дефицитом давления пара и проводимостью металла STO. При каждом измерении проводимости дума записывайте температуру и относительную влажность, желательно с помощью портативных регистраторов, чтобы напрямую измерить условия при владении одним и тем же листом. Используйте формулу Августа Роша Магнуса для расчета дефицита давления пара.
Теперь по видам все данные о проводимости устьиц в зависимости от дефицита давления пара. Объединение всех ежедневных курсов отдельных листьев в один анализ для каждого вида. Извлеките максимальное наблюдаемое значение из данных о проводимости стомы путем поиска максимального значения для масштабирования модели.
Для сопоставимости по видам. Разделите наблюдаемые значения на максимальное значение, наблюдаемое для этого вида. Для каждого вида регрессировать логику устьичной проводимости к дефициту давления пара и квадратичный член дефицита давления пара с помощью обобщенной линейной модели с биномиальным распределением ошибок.
Затем извлеките параметр регуляции горностая для каждого вида, рассчитав абсолютную смоделированную максимальную проводимость устьиц или значения GS max. Для этого рассчитаем дефицит давления пара при максимальной устьичной проводимости, установив первую производную этой кривой равной нулю, что дает максимальную аппроксимацию A VPD GS равную минус B за два. А вставкой VPD GS max вписываем в формулу кривой и повышаем ее в степени E для получения max fit.
Рассчитайте среднее значение всех измерений проводимости для каждого вида, чтобы вычислить относительные значения на основе масштабированной модели. Извлеките значения проводимости нумы и дефицита давления пара для следующих двух точек: устьиц, проводимости и дефицита давления пара в максимуме модели и дефицита давления пара во второй точке перегиба кривой. Умножьте эти значения на GS max, чтобы получить абсолютные значения проводимости горностая.
По этим пунктам. Берите образцы предпочтительно с тех же листьев, которые использовались для измерения проводимости горностая. Если это невозможно, примените ту же процедуру отбора, которая применялась для выбора листьев для измерений S-соматической проводимости, предпочтительно на тех же индивидуумах.
Если образцы не могут быть обработаны сразу, храните их в 70% спирте. Нанесите тонкий слой бесцветного быстросохнущего лака для ногтей на свежий образец. После того, как лак для ногтей выйдет, аккуратно снимите оттиск с листа и приступайте к микроскопическому анализу.
Как и в случае с обычным образцом листьев, подключите камеру к оптическому микроскопу, способному увеличивать от 40 до 400 раз после подключения камеры к микроскопу. Сопоставьте сделанные снимки с оптическим увеличением и разрешением изображения с помощью шкалы с использованием программного обеспечения для обработки изображений с открытым исходным кодом, такого как Image J. Проанализируйте эти снимки. Нарисуйте фигуру с помощью инструмента «Фигура» из инструмента анализа изображений на изображении в области, где нет грязи, отпечатков пальцев, поврежденных участков или крупных прожилок листьев.
Подсчитайте количество S. стомы в этой области, а также не менее 50 000 квадратных микрон на образец. Измерьте длину S-устьичной защитной клетки и плохую длину. Рассчитайте количество S на квадратный миллиметр для отбеливания листьев.
Оставьте их не менее чем на 72 часа в 50% растворе красителя, нагревая раствор до 30 градусов Цельсия. После этого несколько раз промойте листья в воде. Адаптируйте процесс отбеливания для конкретных видов в зависимости от характеристик их листьев, чтобы окрасить листья.
Поместите их в 99%-ный этанол-краситель на две-30 минут в 1%-ный синусоидальный раствор. После окрашивания несколько раз промойте листья в воде. Если листья слишком сильно покрылись пятнами, немного дополнительного времени.
Этанол или декраситель может помочь в анализе образцов. Отсканируйте листья с помощью сканера подсветки с разрешением примерно 1 200 точек на дюйм. Сопоставьте отсканированные изображения с разрешением изображения с помощью шкалы, чтобы гарантировать, что длину пикселя можно отследить до абсолютных единиц длины отсканированного листа.
Измерьте площадь окружности, длину и ширину листьев. Рассчитайте несколько индексов, таких как отношение длины к ширине или отношение длины окружности к площади. Затем вырежьте прямоугольник размером один на один сантиметр из середины рисунка.
Измерьте диаметр вен первого и второго порядка. Измерьте длину всех вен первого порядка. В этом квадранте показаны графики подогнанной модели для данных о соотношении проводимости устьиц к регрессии дефицита давления пара для всех видов.
Разноцветные линии представляют габитус каждого листа, черные линии представляют вечнозеленые виды, а красные линии представляют лиственные виды. Изучение связей между закономерностями регуляции проводимости горностая и свойствами листьев показало, что дефицит давления пара в точке перегиба уменьшался с плотностью воды и индексом горностая и увеличивался с содержанием углерода в листьях. Напротив, ни один из параметров соматической проводимости не показал четкой связи с габитусом листьев.
Высокая вариабельность между двумя группами габитуса листьев показывает, что существуют различные регуляторные механизмы как внутри группы вечнозеленых, так и усердных габитусов листьев. При применении этой процедуры важно приспособить детали обработки к конкретным свойствам листьев. Поскольку признаки листьев демонстрируют большие различия между видами, после этой процедуры наши морфологические признаки листьев также могут быть связаны с другими экофизиологическими характеристиками, такими как xim.
Чувствительность к кавитации или специфической гидравлической связности, опять же, помогает понять запланированные реакции на засуху. Мы надеемся, что наше видео вдохновит на использование морфологических признаков листьев и исследования функционального биоразнообразия с целью прогнозирования функционирования экосистемы по легко измеримым признакам.
В данном исследовании изучается взаимосвязь между физиологическими и морфологическими признаками листьев растений для более глубокого понимания функционирования экосистем. Методология включает измерение устьичной проводимости и ее корреляцию с признаками листьев для вывода параметров устьичной регуляции.
Количественная связь устьичной проводимости с функциональными признаками листьев позволяет осуществлять прогностическое моделирование водопотребления и физиологических стратегий растений, что дает прикладное понимание для улучшения сельскохозяйственных культур и моделирования экосистем. Такой подход усиливает механистическое снижение рисков на ранних этапах исследований путем установления связи между морфологическими признаками-индикаторами и экофизиологическими показателями, что способствует приоритизации при отборе признаков растений с учетом рисков. Интеграция этих измерений в процессы НИОКР повышает достоверность прогнозов при селекции по признакам и в исследованиях функционального биоразнообразия.
Данный метод интегрируется в континуум от поиска до валидации, обеспечивая стандартизированные количественные измерения признаков, которые используются как на этапе первичного поиска, так и в трансляционных исследованиях в области разработки и внедрения новых сортов растений.