Гидропоника: универсальная система для изучения Питательные выделение и ответов на завод снижает доступность питательных веществ и воздействия токсичных элементов

Следующий протокол содержит пошаговые инструкции по настройке гидропонной системы в лаборатории. Этот протокол был оптимизирован для Arabidopsis thaliana. Одним из основных факторов, способствующих успешному приживанию гидропонной культуры, является здоровье рассады, используемой для эксперимента.

Таким образом, стерилизация инструментов, семян и питательных сред играет важную роль в снижении риска заражения и обеспечивает хороший старт для растений перед их пересадкой в гидропонную систему. На этом этапе газообразный хлор, выделяющийся в результате реакции между отбеливателем и соляной кислотой, стерилизует поверхность семян. Перед тем, как переложить семена в центрифужную пробирку объемом 1,5 миллилитра, используйте карандаш, чтобы пометить пробирку и идентифицировать семена.

Карандаш предпочтительнее, потому что чернила могут потускнеть во время стерилизации. Также отметьте колпачок трубки шарпи. Этот след должен исчезнуть в процессе стерилизации из-за выделяемого газообразного хлора.

Рекомендуемый объем семян на тубу составляет около 100 микролитров. Поместите пробирку с маркировкой, откройте колпачок в эксикатор или вакуумную камеру. Поместите эксикатор в вытяжной шкаф с активными химическими веществами.

Налейте 100 миллилитров отбеливателя в стакан объемом 250 миллилитров, поместите его в эксикатор и закройте клапан эксикатора. Быстро добавьте в отбеливатель 3 миллилитра 12% соляной кислоты с помощью бюретки. Немедленно закройте крышку.

Дайте стерилизации продолжаться в течение четырех часов. Вот влагопоглотитель в вытяжке с активным ламинарным потоком после четырех часов стерилизации и удаления отбеливателя. Исчезновение красной метки указывает на то, что было образовано достаточное количество газообразного хлора.

Широко откройте крышку эксикатора и проветривайте стерилизованные семена не менее 30 минут. После этого семена можно использовать сразу или хранить в сухом месте. Этот шаг помогает обеспечить здоровую рассаду до фазы пересадки.

Это элементы, необходимые для запуска посевных пластин. Стерильные семечки, пластины для фильтрации 1/4 MS, стерильная фильтровальная бумага, лента для гранул, стерильные зубочистки, маркер, алюминиевая фольга. Сначала переложите семена из пробирки центрифуги на стерильную фильтровальную бумагу.

Слегка намочите один конец зубочистки и с помощью этого увлажненного конца заберите семена из фильтровальной бумаги и положите их на поверхность агара. Разложите семена по тарелке с плотностью примерно одно семечко на квадратный сантиметр. Здесь мы используем всего несколько семян для демонстрации шага, но вы можете сделать тарелку, полную семян.

Напишите дату на крышке тарелки, чтобы отслеживать возраст растения. Используйте ленту с микропорами, чтобы удерживать крышку пластины прикрепленной к корпусу пластины. Эта лента также обеспечивает обмен влагой между воздухом и микроклиматом внутри пластины.

Используйте алюминиевую фольгу, чтобы накрыть плиту и заблокировать свет, прежде чем поместить растение в холодное помещение на два дня. Для ускорения процесса прорастания можно использовать более длительное время. Как и 1/4 МС, гидропонный раствор также необходимо стерилизовать после приготовления.

Мы успешно использовали следующий питательный раствор для выращивания Arabidopsis thaliana, но его можно модифицировать для проведения конкретных экспериментов или различных видов растений. Предлагается готовить исходный раствор каждого макронутриента в разных флаконах и всех микронутриентов в одном флаконе, кроме железа-ЭДТА. Питательный раствор в 10 раз может быть приготовлен до начала эксперимента, но его необходимо автоклавировать и хранить в холодильной камере.

Ниже приведены материалы, необходимые для подготовки держателей для растений. Контейнер для гидропоники, пенопластовая доска, нож для бумаги, пробковый точильщик, стерильные пробки из пенопласта, пинцет. Сначала измерьте размер контейнера.

Затем разрежьте пенопластовую доску в соответствии с необходимыми размерами. В этом случае пригодится нож для бумаги. Проверка размера пенопласта хорошо прилегает к контейнеру.

Используйте небольшой пинцет, чтобы удерживать доску. При необходимости отрегулируйте размер пенопластовой плиты. С помощью карандаша отметьте места, где будут закреплены растения.

Используйте пробковое отверстие для создания отверстий в пенокартоне. Рекомендуемая плотность:Одно растение на 10 квадратных сантиметров. Далее сделайте надрез, проходящий по каждой поролоновой пробке с помощью лезвия бритвы.

Будьте предельно осторожны при использовании бритвенных лезвий. Каждое отверстие будет заполнено поролоновой пробкой. При этом размер отверстий должен быть пропорционален пробкам.

Замочите две пробки в деионизированной воде и жидком автоклаве перед установкой гидропоники. Теперь пересаживаем рассаду и настраиваем воздушный насос. Это гидропонный раствор при рабочей концентрации.

Это стерильные пробки из пенопласта. А это средняя пластинчатая 12-дневная рассада. Откройте тарелку.

С помощью маленького пинцета аккуратно вытащите саженец из средней пластины и заложите корень вдоль надреза поролоновой пробки. Осторожно закупорьте поролоновую трубку, удерживающую саженец, в пенопластовую доску и поместите доску в емкость с гидропонным раствором. Продолжайте пересадку, чтобы получить желаемое количество растений.

Убедитесь, что пробки поролоновых трубок пропитаны гидропонным раствором. Далее мы покажем, как настроить систему аэрации, для чего нужны небольшие воздушные насосы аквариумного типа, пластиковые трубки, аквариумные пузырчатые камни, клапанная система, а также воздушный насос. Сначала подсоедините короткую, обрезанную часть трубки воздухопровода к пузырчатым камням.

Затем подсоедините камни к клапанной системе. Далее подсоедините клапанную систему к насосу. После активации насоса человек в сцене регулирует клапан для управления расходом воздуха.

Поток воздуха должен быть достаточным для обеспечения кислородом, не причиняя вреда корневой системе. Теперь поместите пенопластовую доску с рассадой в гидропонную установку. Накройте стенки контейнера, чтобы ограничить попадание света на раствор и ограничить рост водорослей.

Также накройте крышки контейнеров прозрачными колпачками, чтобы предотвратить интенсивный свет, который может привести к высыханию недавно пересаженной рассады. Как только растения подрастут, снимите колпачки. Для исследователей, интересующихся питательными веществами растений, гидропонные эксперименты представляют собой идеальную систему для проверки реакции растений на различные условия содержания питательных веществ путем манипулирования концентрациями интересующих элементов.

Исследователи могут создать условия с достаточным количеством питательных веществ, дефицитом или токсичностью. Это рассада арабидопсиса, выращенная в гидропонной системе, как описано в протоколе. Растениям было позволено расти в течение трех недель в гидропонной системе, прежде чем изменить состав гидропонного раствора.

Человек в сцене обновляет гидропонный раствор перед обработкой растений. Для придания гидропонного раствора использовался исходный раствор токсичного элемента кадмия. Концентрация кадмия, использованная в этом эксперименте, составляла 20 микромоляров.

После того, как раствор приготовлен, растения возвращают в свои контейнеры. После шести дней обработки у растений, подвергшихся воздействию кадмия, проявились симптомы замедленного роста и хлороза. Также наблюдается снижение биомассы как побегов, так и корней.

На этом рисунке показан другой эксперимент для растений арабидопсиса, выращенных в системе гидропоники, где они обрабатывались цинком в различных концентрациях. Растения, выращенные при концентрации цинка выше 42 микромоляров, показали замедленный рост из-за высоких концентраций цинка. В то время как растения без добавления цинка также показали замедленный рост из-за дефицита цинка по сравнению с растениями, выращенными с 7 микромолярами цинка.

В заключение следует отметить, что эта гидропонная система является одновременно недорогой и масштабируемой. Это позволяет нам проверить чувствительность растений к токсичным элементам или изучить потребности растений в питательных веществах. Корни и побеги могут быть изучены и собраны отдельно для элементного анализа или анализа экспрессии генов.