Использование изменений в листовой передаче для исследования движения хлоропластов в Arabidopsis thaliana

Этот метод измеряет изменения в светопропускании листьев в качестве прокси для движения хлоропласта, которое влияет на поглощение света листьями в разной степени в зависимости от вида, окружающей среды и мутаций. Это доступное домашнее устройство позволяет количественно оценить динамические изменения в движении хлоропласта простым и полуавтоматизированным способом. Данные дополняют микроскопические исследования.

Важно внимательно следовать инструкциям и бережно относиться к инструменту. Для начала подключите передающее устройство к стабильному источнику питания и нажмите на выключатель питания устройства, чтобы сбросить прибор. Затем подключите iPad к стабильному источнику питания.

Нажмите кнопку главного экрана, чтобы активировать экран, и введите пароль для входа. Нажмите значок настроек, а затем значок дисплея и яркости. Затем нажмите кнопку автоматической блокировки и выберите Никогда, чтобы убедиться, что экран остается включенным постоянно, чтобы программа работала без каких-либо перерывов.

Затем нажмите кнопку главного экрана, чтобы вернуться на главный экран. После закрытия всех приложений найдите и откройте приложение LeafSensor и введите информацию на зеленом экране, на котором отображаются текстовые и белые поля. Убедитесь, что слово «подключено» отображается в нижней части экрана, указывая, что приложение взаимодействует с передающим устройством.

Если появится сообщение Adafruit NOT Found, убедитесь, что устройство подключено к сети, и снова нажмите кнопку запуска на устройстве. Заполните первые четыре поля на странице приложения, чтобы настроить условия для краткого тестового запуска с открытыми зажимами листьев без листьев. Начните с присвоения эксперименту имени в поле с именем эксперимента, затем выберите, сколько различных интенсивностей синего света будет использоваться в эксперименте, введя число в поле, названное числом интенсивностей света, затем введите интенсивность синего света, которая будет использоваться, выбрав целое число от 0 до 3 000 и отделите каждую интенсивность от следующей запятой в поле с синими интенсивностями.

Введите продолжительность времени для каждой интенсивности синего света в поле с именем «Синяя длительность». Нажмите Запустить эксперимент в средней части экрана. В нижней части экрана появятся восемь дефисов с сообщением Начать эксперимент.

Пусть эксперимент выполняется до появления первых данных. Убедившись, что светодиод не излучает свет в течение первых двух минут, наблюдайте за излучением слабого синего света в течение двух минут, а затем излучением сильного синего света в течение еще двух минут. Также наблюдайте интенсивный красный свет, кратковременно излучаемый светодиодом один раз в минуту на протяжении всей этой последовательности.

Проверьте состояние Завершенный эксперимент, указанное в сообщении Эксперимент завершен в левом нижнем углу страницы приложения, затем дважды нажмите кнопку на главном экране. Проведите пальцем от приложения и откройте его снова. Сбросьте инструмент, нажав кнопку включения/выключения, чтобы подготовить инструмент к пробежке с листьями.

В темноте, используя только очень низкий белый или зеленый свет, выберите один широкий лист из темного адаптированного растения, чтобы покрыть светодиод. Подготовьте полоску фильтровальной бумаги длиной примерно с зажим для листьев. Затем проделайте отверстие в верхней части полосы фильтровальной бумаги, чтобы предотвратить покрытие светодиода.

Поместите смоченную фильтровальную бумагу на зажимную часть листа, которая удерживает светодиод. Снимите адаптированный к темноте зажим для листьев с чашки Петри, а затем поместите лист на верхнюю часть влажной фильтровальной бумаги его зажима, убедившись, что адаксиальная поверхность листа обращена к светодиоду. Затем поместите другую часть зажима листа с фототранзистором сверху.

При необходимости используйте резинку, чтобы удерживать две части зажима листа вместе. Поместите зажим для листьев в соответствующую лодку и, используя пипетку, заполните резервуары водой, гарантируя, что лист или, по крайней мере, фильтровальная бумага коснется воды, чтобы избежать обезвоживания листьев во время бега. Настройте приложение LeafSensor на iPad и введите EXPLORA1 в поле имя эксперимента.

Введите 10 в поле, называемое числом интенсивности света. Затем введите числа в поле с названиями синие интенсивности и синие длительности. Нажмите Начать эксперимент.

После первой минуты понаблюдайте за появившимися выходными значениями. Если значения далеки, проверьте, правильно ли помещены листья в зажимы листьев. Когда запуск будет завершен, данные будут сохранены автоматически.

После поворота экрана в вертикальном положении на экране появятся две опции, сохранение и утилиты. Нажмите Утилиты, а затем в списке сохраненных файлов выберите файл EXPLORA1. Под списком файлов EXPLORA1 теперь будет отображаться в выбранном эксперименте.

Затем нажмите Электронная почта. Введите адрес электронной почты, и файл EXPLORA1 будет автоматически прикреплен к сообщению, а затем нажмите Отправить. Данные о проценте передачи были построены по времени, которые показывают, что передача Arabidopsis thaliana уменьшалась при низкой интенсивности света, в то время как реакция избегания была вызвана, когда интенсивность света еще больше увеличилась.

Показаны средние процентные значения передачи листьев дикого типа и мутанта Arabidopsis thaliana в течение 19-часовых пробежек. Когда листья подвергались воздействию низкого синего света как у мутантов дикого типа, так и у мутантов phot2, первоначальное быстрое снижение передачи сопровождалось медленным уменьшением, что указывает на то, что хлоропласты двигались в реакцию накопления. По сравнению с диким типом, phot1 показал сниженную реакцию накопления.

Когда интенсивность синего света увеличивается поэтапно через 11 часов, процент пропускания увеличивается, и хлоропласты переходят в реакцию избегания. Степени изменения процента пропускания относительно темного значения, также называемого Дельта Т, зависели от точной интенсивности синего света. Отрицательные значения указывают на то, что листья показали реакцию накопления, в то время как положительные значения указывают на реакцию избегания.

Скорость изменения пропускания рассчитывается как наклон изменения пропускания при увеличении света. В репрезентативном примере скорость передачи изменялась во время первоначальных реакций, когда избегание приводилось в действие по мере увеличения интенсивности синего света. При исследовании изменений передачи у нехарактеризованного мутанта или вида подтвердите, как значения передачи и положения хлоропласта коррелируют с микроскопическим исследованием.