Summary
Görselleştirme ve kök büyüme in situ ölçme son derece zordur. Biz kök gelişimi ve nükleer silahların yayılmasına karşı zaman içinde yanıt-e doğru besin zenginleştirme izlemek için özelleştirilebilir rhizobox Yöntem mevcut. Bu yöntem kök plastisite yanıt bir organik azot kaynağı olarak Mısır genotypic farklılıklar analiz etmek için kullanılır.
Abstract
Kökleri çalışmaya Rootkitler zordur. Toprak bir görsel ve mekanik bariyer, zor yapım izlemek için in situ yıkıcı hasat veya pahalı aletler olmadan kökleri. Biz kök büyüme zaman içinde non-yıkıcı görselleştirme sağlar ve özellikle iyi kök plastisite yanıt yerelleştirilmiş kaynak yamalar olarak eğitim için uygun bir özelleştirilebilir ve uygun fiyatlı rhizobox Yöntem mevcut. Yöntem plastisite yanıt 15N etiketli baklagil kalıntı içeren yamalar için Mısır genotypic varyasyon değerlendirmek tarafından doğrulandı. Zaman içinde temsilcisi gelişimsel ölçümler elde, kök uzunluğu dansitesi kaynağını içeren ve denetim yamalar ölçmek, kök büyüme oranları hesaplamak ve bitki kökleri ve sürgünler tarafından 15N kurtarma belirlemek için yöntemler açıklanmıştır. Avantajları, uyarılar ve yöntemin olası gelecekteki uygulamalar da ele alınmıştır. Deneysel koşullar kök büyüme verilerini önyargı değil emin olmak için bakım alınması gerekir, ancak, burada sunulan rhizobox Protokolü yeterli detaylara ile yürütüldü ise güvenilir sonuçlar verir.
Introduction
Her ne kadar genellikle gözden kaçan yerüstü meslektaşlarına göre kökleri bitki besin edinme kritik bir rol oynamaktadır. Kök yapım ve bakım önemli karbon maliyeti göz önüne alındığında, bitki kökleri sadece yiyecek arama yatırım değer nerede geliştirmek için mekanizmalar gelişmiştir. Kök sistemleri böylece verimli ve dinamik olarak kaynak yamalar etkin noktaları, alımı ve daha fazla taşıma1için phloem hızla translocating besin etkinleşmiş oranları Proliferasyona benim. Plastisite yanıt çok bitki türleri veya genotip2,3 arasında ve besin dahil4,5kimyasal forma bağlı olarak değişebilir. Değişim kök plastisite daha fazla anlayış karmaşık kök yanıtları türdeş olmayan toprak kaynakları için üreme ve besin kullanımı tarımda verimliliği artırmak için yönetim stratejileri haber keşfedilmeyi.
Görselleştirme ve kök plastisite ilgili ölçeklerde miktarının gereklilik ve alaka anlamak bitki sistemleri için rağmen teknik sorunlar teşkil etmektedir. ("Shovelomics"6) topraktan kök taç kazı bir ortak yöntem ama iyi kökleri toprak agrega arasındaki küçük gözenekleri yararlanmak ve kazı kaçınılmaz kaybı bu kırılgan köklerin bir dereceye kadar açar. Ayrıca, yıkıcı hasat zaman içinde bir kök sistemi değişiklikleri takip etmek imkansız kılıyor. Situ x-ışını bilgisayarlı tomografi gibi görüntüleme yöntemleri yüksek uzaysal çözünürlük7' de, kök ve toprak kaynakları doğrudan görselleştirme izin ama pahalı ve özel ekipman gerektirir. Hydroponic deneyler topraktan kökleri ayıklanması ile ilişkili kısıtlamaları önlemek, ancak kök Morfoloji ve mimarisi ile karşılaştırıldığında mekanik kısıtlamaları ve toprak8,9biyofiziksel karmaşıklık sulu ortamda farklı. Son olarak, rizosferde süreçleri ve fonksiyonlar bu yapay ortamda Gelişimsel plastisite ile entegre olamaz.
Biz inşaat ve zaman içinde toprakta kök büyüme karakterize etmek için düşük maliyetli, özelleştirilebilir bir yöntem olarak rhizoboxes (dar, açık taraflı dikdörtgen konteynerler) kullanımı için bir iletişim kuralı mevcut. Özel olarak tasarlanmış kare kökler tercihen gravitropism, kök uzunluğu Ölçümlerin doğruluğu artan nedeniyle arka panel karşı büyümeye teşvik ediyoruz. Rhizoboxes kök büyüme ve rizosferde etkileşimleri10,11,12incelemek için yaygın olarak kullanılır, ama burada sunulan yöntemi sadelik tek bölmeli tasarımıyla ve ucuz bir avantaj sunuyor malzemeler ve kök yanıtları için yerelleştirilmiş besin çalışma için tasarlanmıştır. Ancak, yöntem ayrıca çeşitli diğer kök ve rizosferde içi/interspecies rekabet gibi kimyasal bileşikler, mikrop veya enzim aktivitesi kayma dağılımını çalışmaya adapte olacaktır. Burada, yanıt rhizobox yöntemi doğrulamak için 15N etiketli baklagil kalıntı ve vurgulamak temsilcisi sonuçları yamalari olarak Mısır melez arasında genotypic farklar araştırıyoruz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. ön ve arka panelleri ve çubukları hazırlanması
- Ön ve arka panelleri hazırlayın.
- Açık 0.635 cm kalın akrilik 40.5 cm 61 cm genişliğinde için kesilmiş iki adet kutu uzun veya önceden kesilmiş parçalar ( Tablo malzemelerigörmek) satın alın.
- Akrilik için tasarlanmış bir matkap kullanarak, 0.635 cm çapında 2.5, 19, 38 ve 53,3 cm üst yan kenarlarından 1.3 cm delik. 2.5, 20,3 ve sol tarafta (Şekil 1) 38 cm alt kenarından 1.3 cm delik.
Not: Matkap basın altı ila on sayfaları bir yığın için bir defada kullanmak için en etkili, ama el matkap de kullanılabilir. - Herhangi bir koruyucu kaplamalar akrilik çıkarın ve yavaşça kutuları montaj önce her iki panelleri temizleyin.
Şekil 1: delik yerleşimini. Delik delinmiş 1.3 cm 2,5, 19, 38, yan kenarlarından ve 53,3 cm üst ve 2.5, 20,3 ve sol kenar boşluğundan 38 cm alt kenarından 1.3 cm dir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
- Yan ve alt çubukları hazırlayın.
- Üç çubukları yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) kutusundan başına veya satınalma iki önceden kesilmiş yan çubukları (0.635 cm kalınlığında, 2.5 cm genişliğinde, 57 cm uzunluğunda) ve bir önceden kesilmiş alt rondela (0.635 cm kalınlığında, 2.5 cm genişliğinde, 40.5 cm uzunluğunda) kesti. Tablo malzemelerinbakın.
- Kutusunun altında ve iki taraf birlikte ön ve arka paneller arasında boşluk ekleyiciler hizalayın. Bir el matkap veya matkap basın kullanarak, varolan ön delik aracılığıyla ulaşmak ve delikler tüm üç kat temiz bir şekilde geçmek böylece tekrar.
- Kelepçeler kullanılarak katmanları yerleştirin veya yükleyerek cıvata, somun ve pullar her bir arada yeni delik delinir basılı tutun (bkz. Adım 3.1).
2. yükleme Polyester vuruş kutusunun altındaki bir şerit
Not: Bu toprak ve su çubukları arasında eklem aracılığıyla sızıntı engeller.
- 2.5 cm geniş ile vuruş polyester kesmek 40.5 cm uzunluğunda ( Tablo reçetesigörmek) şeritler.
- Düz ve çubukları üstüne yalan arka panel ile vuruş doğrudan alt rondela yukarıda yatıyordu ve üst panel (Şekil 2) ile yerde tutun.
Resim 2: rhizobox vuruş ile toplandı. Vuruş rhizobox altındaki dar bir şerit sızıntı toprak ve kum engeller. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
3. Rhizoboxes Meclisi
- 20-iplik vidaları (3.2 cm uzunluğa 0.635 cm çapı göre), Pullar (0.635 cm iç çapında) ve altıgen somunlar (büyüklükte vidaları uygun, Tablo malzemelerigörmek için. kullanarak rhizoboxes bir araya
- Her bir çamaşır makinesi, ön panel, rondela, arka panel, çamaşır makinesi ve altıgen somun sıkıştırın. Vidaları çok sıkı olduğundan emin olun; kutuyu gevşek monte Eğer toprak dışarı yan çubukları ve paneller arasında boşluklar sayesinde dökülecek.
Not: Akrilik kolayca çizik ve çizikler kök ölçümleri ile müdahale, çok özenle toplanmış kutuları ele. Koruyucu malzeme aralarında yerleştirilir sürece İstifleme kutuları kaçının. - İki yama çubukları (tedavi ve kontrol yamalar oluşturmak için kullanılan ara levhaları) kutusu hazırlayın. Çubukları üzerinden yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) levhalar kesmek veya onları ön kesim (0.635 cm kalınlığında, 3.8 cm genişliğinde, 28 cm uzunluğunda; bkz: Malzemeler tablo) satın alın. Bir 0.635 cm her rondela üst orta hattı (Şekil 3) boyunca 2 cm çapında delik.
Şekil 3: yama çubukları. HDPE merkezi şeritler eklenen vida onları içine belgili tanımlık kutu düşmekten tutun. Rhizobox çubukları çevresindeki toprak doludur, toprak ıslak ve çubukları bırakın boş tedavi ve kontrol yamalar için kaldırılır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
- Vida taşınmamıza engel olur kadar boşluk Ekleyici kısmen rhizobox eklenebilir bir vida bir somun her delikten güvenli (Şekil 3) daha fazla.
Not: toprak çubukları ıslak ve çubukları kaldırılır, iki boş boşluk kalır bu nitrojen içeren tedavi yama ve denetim yama için uygun yüzeyler ile doldurulabilir.
4. yapı PVC çerçeve açılı Rhizoboxes desteklemek için
Not: kutu bir açıyla yerleştirildiğinde, tüm kökleri için izlemeyi görünecek şekilde karşı arka panel büyümeye kökleri gravitropism teşvik edecektir. Polivinil klorür (PVC) Şekil 4 sonuç itibariyle rhizobox tutar bir çerçeve içinde boyutları bir tezgah için yaklaşık 55 ° açı.
- 1.3 cm çap PVC kutu başına 13 parçalar koparıp: 2 × 44 cm uzunlukta, 3 × 42 cm uzunlukta, 2 × 36,3 cm uzunlukta, 2 × 25,4 cm uzunlukta ve 4 × 3,8 cm uzunlukta (bkz: Malzemeler tablo).
Not: Chop testere verimliliği ve hatta kesim için önerilir. - 4 × 2 yönlü dirsek, 2 × 3'lü dirsek ve 4 T-eklem ( Tablo malzemelerigörmek) Şekil 4' te gösterildii gibi kutusunu düzenlemek için kullanın.
Not: Çerçeveler ek tutkal kararlı olmalıdır, ancak PVC yapıştırıcı-ebilmek var olmak kullanılmış eğer gerekli.
Şekil 4: çerçeve rhizoboxes destek. Hafif çerçeve için belirtilen uzunlukları kesme ve belirtilen ortak türleri kullanarak bağlı PVC inşa edilmiştir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
5. ışık ve ısı yansıtmak için koruyucu durumlarda dikiş
Not: Bu gibi durumlarda emin olmak için ışık hariç bu yüzden kökleri ışık, kök plastisite yanıt-e doğru ışık kaçınma değil ve yamalar besin kaynağında tarafından tahrik edilmektedir gözlenen kaçının. Işık yoksunluğu kumaş Ayrıca rhizoboxes içindeki sıcaklık ısı stres önlemek için yardımcı azaltır.
- Işık yoksunluğu kumaş (bir tarafta beyaz ve siyah diğer özel malzeme) adet yaklaşık 95 cm genişliğinde ve 69 cm uzunluğunda kesmek ( Tablo malzemelerigörmek). Kutu başına tek parça gereklidir.
- Her parça bir 47,5 cm × 69 cm kol oluşturmak için uzun kenarı boyunca ikiye katlayın. Denim, ağır kapitone iplik ve dar bir dikiş için tasarlanmış bir dikiş makinesi iğne kullanarak, alt ve yan tarafa olan her kol ¾ dikmek. Çengelli iğne ile birlikte üst köşeleri pin.
6. 1:1 (V/V) toprak hazırlanması: kum substrat Rhizoboxes doldurmak için
- Yaklaşık 1000 cm3 kutu başına alan toprak (faiz sitesinden) toplamak. Toprak ile sığ tepsilerine 60 ° C'de sabit ağırlık Kuru
Not: Bu deneme için toprak hemen ardından hasat bir organik yönetilen Mısır alanında 0\u201210 cm derinlik toplanmıştır. - Bir harç ve 2 mm elekten geçirmek için havaneli ile toprak eziyet. Toprak, bilinen bir birim ağırlığında tarafından toprak toplu yoğunluğunu ölçmek.
- Kum (gibi ucuz bir donanım mağazadan satın alınabilir; Tablo malzemelerigörmek oyun kum) elde etmek ve toplu yoğunluğunu ölçmek.
- Eşit birimleri kum ve toprak bir kova içine dışarı ölçmek ve iyice karıştırın. Bir huni kutusu yavaş yavaş ve eşit için 2.5 cm en baştan yerleşmek belgili tanımlık substrate neden kutusunu sallayarak olmadan doldurmak için kullanın. Bu hacmi substrat ölçün; yaklaşık 1,272 cm3olması gerektiği.
- Kum toplu yoğunluğu her kutu için gerekli kum kütlesi elde etmek için yarım bu birim tarafından çarpın. Her kutu için gerekli toprak kütlesi elde etmek için toprak toplu yoğunluğu ile aynı işlemi uygulayın.
Not: alan toprak ve kum bu deneyde kullanılan için bu 976 g kum ve toprak 774 g, ama bu tutarlar kullanılan toprak toplu yoğunluğuna bağlı olarak değişir. - Bir büyük ZIP-üst plastik torba başına rhizobox etiket, kum ve toprak uygun kitleler torbaya tartmak ve iyice lunaparkçı.
- Bu 1:1 toprak analiz- ve substrat besin içeriği ve 15N (δ15N) doğal zenginliği için.
7. tedavi ve kontrol yamaları substrat hazırlık
- Rhizobox, bir tedavi yama ve bir denetim yama için her iki küçük ZIP-üst plastik çanta etiketleyin. Toprak 30 g tartmak: iki karşılık gelen küçük torbalar içine kum substrat her büyük çanta (adım 6,6).
- Belgili tanımlık substrate tedavi yama için bir 15N etiketli azot kaynağı ile karıştırın. Bunun için 15N etiketli bitki kalıntısı veya diğer N-kaynak 1 g tartmak (tutar-ebilmek var olmak ayarlamak istediğiniz gibi) her tedavi torbaya (küçük ZIP-top çanta) ve iyice karıştırın.
Not: Bu deneme için 15N etiketli yonca ve burçak kalıntı karışımı kullanıldı. Yonca ve fiğ tohumu vermikülit ve kum bir 1:1 karışım ekili ve sera koşullarında yetiştirilen. Bitkiler günlük deiyonize su ile sulanan ve iki kez 15N etiketli azot kaynakları içeren Long Ashton çözüm13 1/100 gücü ile haftalık. Tüm yerüstü biyokütle dikim, sonraki 4 hafta, kurutulmuş ve 2 mm elekten geçirmek için zemin hasat. Farklı bir besin seçilirse, özellikle bu öğe toprakta, mobil ise pilot deneyler leaching için test etmek için teşvik edilmektedir. Besinlerin yavaş salımlı formları kullanılabilir veya farklı rhizobox tasarım döngülerine (Örneğin, ayrı bölmeleri10) gerekirse kısıtlamak için seçilmiş.
8. Rhizobox substrat ile birlikte yüklenmesi ve kurulması tedavi ve kontrol yamalar
- Her boş rhizobox tartmak ve ağırlıkları daha sonra kullanmak için kaydedebilirsiniz.
- Vida onları daha fazla gitmekten engeller kadar iki yama çubukları (bkz. Adım 3.2) bir rhizobox sokun. Rhizobox (Şekil 3) kenarında hafif bir işareti ile alt kenarı derinliği işareti ve çubukları kaldırmak.
- Olduğu gibi bir kök açılış ile bir huni kullanarak rhizobox açılış olarak dar, substrat karşılık gelen büyük çanta rhizobox işaretli derinlik için doldurun. Huni ileri geri ve yavaş yavaş ve eşit olarak hareket böylece yüzey düzgün doldurur ve Tercihli akış kanalları oluşturmaz.
- İşaretli derinlik substrat düzeyine eriştiğinde, çubukları kutusunun her taraftan 5 cm geri koy. Substrat düzeyinde (çanta içinde kalan substrat olmalıdır) kutusunun üstünde yaklaşık 5 cm olana kutusunu doldurma devam edin.
- İyice her spacer ıslak.
Not: Bu deneyde, bu 50 mL su damla yayıcılar her spacer dış kenarı ile rhizobox tarafında ve iki boşluk ekleyiciler arasında eşit olarak su dökerek 50 mL arasına eklenen aracılığıyla sunarak sağlanır. Yavaş sulama için Tekdüzen ıslatma gereklidir. - Toprak yamaları için boş bir boşluk bırakarak ıslak iken çubukları kaldırmak.
- Her rhizobox dışına bir şeffaf film bant ( Tablo malzemelerigörmek). Tedavi olarak bir tarafı ve bir denetim olarak işaretlemek ve huni kullanarak uygun çanta yamalar doldurun. Kalıcı marker kullanarak saydamlık her karesinde sınırlarını takip et.
- Rhizobox eşit olarak kalan substrat ile doldurun. Belgili tanımlık substrate şeffaflık tepesine takip et.
- Kalan rhizoboxes için yineleyin. Hasat için tüm çanta kaydedin.
9. bile sulama için % 60'ı su tutma kapasitesi
Not: Bu miktarda toprak nemi anoksik koşulların veya yosun büyüme gelişme önlenmesi ise kuraklık stres yaşamaya gelen bitkiler önlemek için bulundu.
- Substrat14su tutma kapasitesi (WHC) ölçmek.
- Her kutu ideal kilo hesaplama; Burada % 60'ı su tutma kapasitesi, substrat ağırlığı ile birlikte boş rhizobox ağırlık toplamı olarak tanımlanan.
- WHC çarpma (gram su / kuru substrat gram) su kütlesi elde etmek için 0,6 tarafından düzenlenen içinde belgili tanımlık substrate % 60 WHC. Bu kitle kuru substrat kütlesi ve 15N kaynak kitle için ekleyin.
- Her kutu boş ağırlığı yukarıda elde numarasını ekleyin.
- Onlar doldurduktan sonra kutuları tartın. 9.2. adımda hesaplanan Bu noktada ideal ağırlığı (g) üzerinden her kutuda (g) ağırlığını çıkarma. Su (mL içinde) bu hacmi ile (DI) su yavaş yavaş ve eşit olarak de-iyonize.
Not: Bu adımı yapılabilir damla sulama kullanarak veya el ile sulama. El ile sulama, su tamamen hànzú toprak nem koşulları ve Tercihli akış kanalları önlemek için daha fazla eklemeden önce sızdırmak için izin.
10. tohum çimlenme ve nakli
- Unplanted denetimleri kullanıyorsanız, bu rhizoboxes bir kenara koyun.
- Yüzey-Mısır tohumu için %5 NaOCl 1 dk sonra durulama DI suda iyice karıştırmaya tarafından sterilize.
Not: Bu deneyde, altı farklı Mısır genotip tohumları kök plastisite genotypic farklılıkları araştırmak amacıyla kullanılmıştır. - Petri yemekler içinde (Örneğin, Kimwipe) ıslak laboratuvar doku onları yerleştirerek ve başka bir nemli dokusu ile kapsayan tarafından sterilize tohum çimlenme. Herhangi bir su olmamalıdır. Radicle sadece çıkmaya başlayana kadar 48\u201272 h için karanlık bir yerde yer Petri yemekler.
- Her rhizobox ortasına 2.5 cm derinlikte bir çukur kazmak için dar bir spatula kullanın. Radicle doğrudan odaklı sağlamak deliğe germinated tohum nakli aşağıya doğru.
Not: Eğer radicle ya da yama doğru açılı, önyargılı kök büyüme oranları karşılaştırılması. - Tohum şeffaflık konumunu takip et.
- Tohum ve su ilâ 50 mL DI su ile kapağı.
11. bitkiler büyüme
- 25 gün (veya istediğiniz gibi sürece) bitkiler büyümek, % 60'ı korumak WHC büyüyen süresi boyunca. Kök büyüme kökleri izini sürerek izlemek.
- İdeal ağırlığı 5 g içinde olana her kutu her 3\u20124 gün ve su düşünürüm. Rhizoboxes dört gün öncesine panellerinin ayrımı kolaylaştırmak için hasat sulama durdurmak. Böylece sadece bitki kökleri ilgi mevcut otlar el ile sık sık kaldırın.
- Görünür kökleri her 3\u20124 gün her izleme günlüğüne açıkça ayırt renkleri ile kalıcı bir kalem kullanarak izleyin.
Not: Farklı çap işaretleri isterseniz birincil ve yanal kökleri için kullanılabilir. Özellikle birden çok araştırmacılar izleme kökleri olacaksa bir ölçüde öznellik dahil beri veya farklı olan siparişleri veya çap kökleri farklı işaretleri ile ayırt edici olacaksak başlangıçta kök izleme ölçütlerini tanımlamak yararlı olabilir. Bu denemede kutusunun yalnızca bir tarafındaki görünür kökleri izleme doğruluğunu her iki tarafta görünür kökleri izleme tarafından test edildi ve yıkama ve kökleri tarama ölçülen toplam kök uzunluğu için taranan asetat üzerinde ölçülen toplam kök uzunluğu karşılaştırma. İzlenen ve taranan kök uzunluğu arasındaki korelasyon olup sadece arka saydamlığı veya her iki asetat kullanıldı ne olursa olsun önemli. Bu nedenle sadece arka panelde görünür kökleri izlemek mümkündür.
12. hasat sürgünler ve kök ve toprak örnekleri analiz için edinme
- İlk rhizobox yatıyordu düz ve tüm vidayı çıkarın.
- Ateş örnekleri hasat. Sürgünler tabanında küçük, herhangi bir toprak DI su ile durulayın ve 60 ° C'de Kuru Bir harç ve 2 mm elek ile geçmek ve subsamples izotop analizi (bakınız Bölüm 14) için teneke kapsül içine tartmak havaneli ile eziyet vuruyor.
- Şeffaflık bir kılavuz olarak kullanarak, tedavi ve kontrol yamalar jiletle kesti. Kökleri ve yapışan rizosferde toprak ilgili tedavi veya denetim torbaya kepçe için bir kaşık veya spatula kullanın.
Not: ayrı rizosferde toprak için pek çok yöntem var, toprak bitki etkisi altında15kökler ve rizosferde kesinlikle belirlendi bölge16yerine bir degrade kabul edilebilir olsa da, bu yöntemi yaygın olarak kullanılan izler bitki kökleri17sallayarak sonra'nin toprak tanımı. - Kalan kökler ve toprak üçüncü torbaya kepçe.
- Tedavi, kontrol, geçmek ve kökleri herhangi bir görünür kökleri veya parçaları kaldırarak substrat ayırmak için 2 mm elek aracılığıyla toplu örnekleri > 1 cm uzunluğunda ince cımbız ile. Bu örnekleri birbirinden ayrı üç kök toplamda dolar ve üç substrat örnek tutmak.
13. Tracings ve tahmini göreli kök büyüme oranları doğrulama
- Tedavi, kontrol, inceden inceye gözden geçirmek ve örnekleri toplu ve kök uzunluğu hesaplamak.
- Bir örnek ile bir anda çalışıyor, kökleri kalan herhangi bir yüzey kaldırmak için dikkatli bir şekilde DI su ile durulayın. Kökleri olmayan üst üste gelen açık bir tepsi örnekleri düzenleyin.
- (Örneğin, WinRhizo) kök analiz yazılımı ile uyumlu bir tarayıcı kullanarak örnekleri inceden inceye gözden geçirmek. Belgili tanımlık bilgisayar yazılımı güvenilir görüntü arka plandan kökleri ayırt etmek için kalibre edilmiş emin olun.
- Toplam kök uzunluğu ve ilgi (Örneğin, < 0.2 mm, 0.2\u20120.4 mm, 0.4\u20120.8 mm, 0.8\u20121.6 mm, > 1.6 mm) çapında sınıflarında kök uzunluğu ölçmek için yazılımı kullanın.
- Kök uzunluğu yoğunluğu (RLD) tedavi ve kontrol yamalar ve her rhizobox bir bütün olarak hesaplayın.
- Her şeffaflık takip alanı çarpılarak tedavi ve kontrol düzeltme ekleri hacmini hesaplamak (bkz. Adım 8.1) 0.635 cm, derinlik kutusunun. Bu birimlerin kök uzunluğu toplam kök uzunluğu her yama kullanılarak tedavi ve kontrol yamalar dansitesi hesaplamak için kullanın (bkz. adım 13.1.3).
- Şeffaflık takip alan çarparak her rhizobox substrat hacmi hesaplamak (bkz. Adım 8.1) tarafından 0.635 cm. hesapla RLD tedavi ve kontrol yamalar gelince.
- Her şeffaflık takip alanı çarpılarak tedavi ve kontrol düzeltme ekleri hacmini hesaplamak (bkz. Adım 8.1) 0.635 cm, derinlik kutusunun. Bu birimlerin kök uzunluğu toplam kök uzunluğu her yama kullanılarak tedavi ve kontrol yamalar dansitesi hesaplamak için kullanın (bkz. adım 13.1.3).
- Taranan kök sistemleri karşılaştırarak yöntemi izleme ve resimleri takip kök doğrulayın.
- Her saydam inceden inceye gözden geçirmek ve toplam kök uzunluğu yazılımı kullanarak hesaplayın. Taranan resmin için büyüme oranı hesaplamalarını kaydedin.
- Tedavi, kontrol, toplam kök uzunluk ölçüleri toplamı ve toplu örnekleri her kutu için (bkz. adım 13.1.3).
- İlişki istatistiksel olarak anlamlı olup olmadığını görmek için toplam kök uzunluğu taranmış ve izlenen ölçümleri sınayın.
Not: Eğer öyleyse, izleme yöntemi doğrulanır ve göreli büyüme oranları her zaman noktası hesaplanabilir. Eğer değilse, yalnızca taranan kök sistemi veri kök büyüme hakkında doğru bir bilgi vermez. Bu durum izleme metodoloji tutarsız veya kökleri örneğin eşit olarak tüm genotip için görünür değildi olabilir.
- İzleme yöntemi doğrulandı, göreli kök büyüme oranları her rhizobox için hesaplar.
- Tedavi, kontrol, toplam kök uzunluğu ölçmek ve örnekleri, her zaman bir noktada toplu seçilen izleme renkleri ayırt etmek için kalibre kök analiz yazılımı kullanın. Kümülatif toplam kök uzunluğu, her zaman bir noktada hesaplayın.
- Göreli kök büyüme oranları (RGRkök) yanı sıra, tedavi ve kontrol düzeltme eklerini her zaman aralığı t1-t2 için her rhizobox için aşağıdaki gibi hesaplar.
Not: Burada L1 yama (11,3 kümülatif toplamı) Toplam kök uzunluğu (DAT) nakli sonra t1 gün ve L2t2 dat yama içinde toplam kök uzunluğu
14. 15N kök, ateş ve tedavi toprak örnekleri arasında bölümleme analizi
- 60 ° C'de kuru kökleri biyokütle tartmak ve 2 mm elekten geçirmek için eziyet.
- 60 ° C'de tedavi toprak kuru subsamples
- Kökleri ve teneke kapsül tedaviye sürgünler gibi ile paket.
Not: Kapsül Ideal örnek ağırlığı ayrı ayrı sürgünler, kökleri ve toprak analizi için toplam N hedef miktarını elde etmek için malzeme tahmini C/N oranı temel hesaplanmalıdır. Daha fazla bilgi için sunulacak örnekleri nerede kararlı izotop ile temasa geçin. Bu deneme için izlenen18örnek hazırlama yönergeleri ve örnek ağırlık UC Davis kararlı izotop aracı tarafından sağlanan hesap makinesi vardı.
Dikkat: örnekleri eşit olarak önce ambalaj kapsül içine karıştırın ve örnek başına birden fazla kapsül hazırlamak için özel dikkat. Eğer örnekleri eşit olarak karışık değil, 15N belirgin kurtarma aslında mevcut miktar aşabilir. - Toplam N, δ15 ve 15N içeriği her ateş, kök ve tedavi toprak örneği analiz.
Not: Bu deneyde, bitki örnekleri yanma ile bir PDZ Europa 20-20 izotop oranı kütle spektrometre UC Davis kararlı izotop tesisinde (UCD SIF) arabirimli bir PDZ Europa ANCA-GSL elemental analyzer ile analiz edildi. Toprak örnekleri için bir PDZ Europa 20-20 izotop oranı kütle spektrometre UCD SIF at arabirimli bir durumda Vario EL küp elemental Çözümleyicisi ile analiz edildi. - Tutarı hesaplamak 15bitki etiketinde elde edilen N ateş ve kök örnekleri.
- İlk olarak, 15N atmosferik 15N her havuzda, 15P *aşan tutarı hesaplamak:
Havuzun ilgi atomik % 15N içerik 15P nerede. - İkinci olarak, 15N atmosferik 15N etiketindeki 15L *aşan tutarı hesaplamak:
etiketli N kaynak atomik % 15N içerik 15L nerede. - Üçüncü olarak, toplam N Npher havuzda miktarını hesaplamak:
mp Havuzu (Örneğin, Toplam Kuru ateş ya da kök biyokütle) ve %p kitle nerede o havuza N ' dir. - Son olarak, 14.5.1\u201214.5.3 sonuçlarını Ndff denklem19 ' N Nletiketten elde edilen miktarını hesaplamak için kullanın:
Not: Ndff Denklem N bitkiler tarafından kurtarılır etiketli bir kaynaktan gelen miktarını belirlemek için kullanılır. Bu izotopik hiçbir ayrımcılık N alımı sırasında bitki tarafından oluşan ve genellikle N kaynakları zenginleştirilmiş ~1\u201210%19için geçerli olduğunu varsayar.
- İlk olarak, 15N atmosferik 15N her havuzda, 15P *aşan tutarı hesaplamak:
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Kökler tercihen kutusunun arka karşı beklenen büyüdü. Toplam izlenen kök uzunluğu 400 arası 1,956 cm, 93-758 cm kutusunun ön karşılaştırıldığında değişmekteydi kutusunun arkasında. İkili Pearson korelasyon katsayıları taranan kök uzunluğu ve izlenen kök uzunluğu kutusunun arkasında kutusunun ön arasında hesaplanan ve ön ve arka toplamı doğru izleme toplam kök uzunluğu yansıyan olup olmadığını belirlemek için kullanılan (n = 23, olarak bir kutu fabrikasında deneme sırasında öldü). Taranan toplam kök uzunluğu önemli ölçüde izlenen kök uzunluğu arkadaki kutusu ile ilişkili (Şekil 5A, p 0.0059 =), açık kutusunun (Şekil 5B, p = 0.022) ve geri ve ön toplamı (Şekil 5C, p = 0.0036). arkadaki kutusunun yalnızca izleme böylece doğrulanmış izleme kökleri için gereken süreyi ikiye bölme sırasında kök büyüme temsilcisi bir ölçüsü veren gibi. Bu, ancak, izleme toplam kök uzunluğu sadece % 21,6 54.6 yakalar olması gerekmektedir. Kökler tercihen rhizobox yüzeyinin karşı büyümek, iyi yanal kökleri özellikle için izlemeyi görünür olmayabilir. İzleme zaman, geliştirme, özellikle erken içinde kök uzunluğu göreceli karşılaştırmalar için uygundur ama hasat ve kök sistemleri tarama Eğer amaç doğru toplam kök uzunluğu ölçmek için tercih edilir.
Şekil 5: takip ve kök uzunluğu veri inceden inceye gözden geçirmek arasındaki korelasyonlar. A) izlemeli kök uzunluğu-önemli ölçüde correlated taranan kök uzunluğu ile ne zaman sadece ön kutusunun takip ettiler. B) arkadaki kutusunun nerede kökleri çoğunluğu görünür vardı, kökleri izleme kutusunun; ön izleme üzerinde geliştirilmiş taranan kök uzunluğu karşı regresyon R2 değeri korelasyon daha önemli. C) en doğru yöntem izleme kökleri kutusunda, her iki tarafında üç yöntemden en yüksek R2 değeriyle gösterildiği gibi olacaktır ve kök uzunluğu ile önemli korelasyon taranmış. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Kök büyüme oranları zaman içinde toplam kök uzunluğu zaman (Şekil 6) karşı doğal günlük olarak çizme zaman tutarlı yamaçları tarafından gösterildiği gibi kutuları arasında benzerdi. Hafif değişkenlik beklenebilir olmakla birlikte, istikrarlı büyüme oranları deneysel koşullar için tüm kutuları Tekdüzen belirtir. Önemli ölçüde farklı yamaçlarında sıcaklık veya nem gibi farklılıkları için kontrol etmeye gerek düşündüren farklı fiyatlara büyüyen bitkiler gösteriyor.
Şekil 6: kök büyüme oranları zaman içinde. Kök uzunluğu vs zaman rhizoboxes arasında benzer yamaçları kökleri eşit oranlarda büyüdü gösterir. Tekdüze yamaçları deneysel koşullar rhizoboxes arasında farklılık gösterebilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Tüm Mısır genotip kökleri 15N etiketli kapak kırpma kalıntı içeren düzeltme ekleri ile hızla. Düzeltme Eki türü ve genotip olarak iki yönlü ANOVA sabit faktörler (n = 23) kök uzunluğu yoğunluğu taranan kök verilerini kullanarak denetim yamalar tedavisinde daha yüksek saptandı (şekil 7a, p 0,013 =) yanı sıra izlenen kök veri (şekil 7b, p = 0,005). RLD genotip her iki durumda da arasında önemli ölçüde farklı değildi.
Şekil 7: kök uzunluğu yoğunluğu tarafından genotip ve kök veri türü. bir) Taranan kök veri tüm genotip (A-F) tedavi (T) yama içinde hızla ve genotypic farklılıklar önemli değildi gösterdi. b) hasat ve taranan kök veri doğruladı baklagil kalıntı ama değil genotip önemli etkisi (A-F), üzerinde kök uzunluğu yoğunluğu yamalar. Harfler A-F temsil eden altı farklı genotip ve standart hata hata çubukları temsil eder. C: kontrolü; T: tedavi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Kök çapı kök işlev ve ciro hakkında çıkarımlar yapmak için kullanılabilir. İyi kökleri daha hızla geliştirmek ve daha büyük kaba kökleri uzun ömürlü, yavaş yanıt Aksiyel kökleri olması muhtemel olmakla birlikte kaynak noktaları, yanıt olarak prolifere yanal kökleri olması muhtemeldir. Taranan kök sistemleri kökleri her çapı sınıfta oranı için analiz: < 0.2 mm, 0,2-0,4 mm, 0.4-0.8 mm, 0,8-1.6 mm, ve > 1.6 mm ve her boyutu sınıf genotypic farkları için test edildi. Genotip iyi kökleri daha fazla tedavi yamalar ile daha etkili bir nükleer silahların yayılmasına karşı tepki gösterebilir. Tek yönlü ANOVA ile sabit bir faktör olarak genotip (n = 23) genotip değil kök uzunluğu kök sistemi için genel (Şekil 8a), tedavi yamalar (Şekil 8b), her boyutu sınıfta farklı veya kontrol yamalar (Şekil 8 c) ortaya çıkar. Kökleri bir çoğunluğu vardı iyi kökleri (< 0.2 mm).
Şekil 8: kökleri genotip ve konumuna göre farklı çap sınıflarda oranlarını. bir) (tedavi ve kontrol yamalar hariç) her rhizobox içinde kökleri çoğunluğu iyi idi (< 0.2 mm çapında). Genotip kökleri her çapı sınıfta oranlarda farklı değil. b) tedavi yamalarındaki kök uzunluğu her boyutu sınıfta aynı şekilde azalmış çapı genotip arasında giderek artan bir. c) denetim yamalar tarafından aynı desenleri ile karakterize. Harfler A-F temsil eden altı farklı genotip ve standart hata hata çubukları temsil eder. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Etiket N kök örnekleri ateş daha yüksek genotip göre örnek türü olan iki yönlü ANOVA ve genotip arasında sabit faktörler (n = 23, Şekil 9), 77-%81 tedavi yama ile kapladığı n çekimleri sırasında için kökleri translocated gösterilen deney. Tek yönlü ANOVA (n = 23) o δ15N kök gösterdi ve ateş örnekleri tarafından genotip değişir değil.
Şekil 9: azot elde dan baklagil kalıntı roots ve shoots, hasat içinde. Tüm genotip 15N etiketli baklagil kalıntı içeren yama--dan N kadar alarak aynı derecede etkili. Yama ile kapladığı N çoğunluğu kökleri sürgünler için translocated. Harfler A-F temsil eden altı farklı genotip ve standart hata hata çubukları temsil eder. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu protokol için açıklanan rhizoboxes kök ve rizosferde bilim çeşitli sorulara cevap ve çeşitli başka bir yerde10,20,21,22,23 kullanır-si olmak kurmak için kullanılabilir , 24 , 25. diğer araştırmacılar rhizoboxes21,25,26hızlandırılmış imge esir alma, bazı kullanarak otomatik sistemler22,27. Bu yaklaşımlar kantitatif analizleri için kök uzunluğu ve Mimarlık mümkün değil izleme yöntemleri ile kullanılabilir. Rhizoboxes da floresan situ hibridizasyon (balık) ve mikro-autoradiography (MA)21,22gibi teknikleri ile mikrobiyal topluluklar görselleştirmek veya dağınık şekilde açık yakalamak için kullanılmıştır desenleri ile RGB görüntü24 su ve besin kaynaklarını veya ekstraselüler enzim aktivitesi ile zymography11,30. Burada sunulan rhizoboxes önceki tasarımlar benzersiz onlar nispeten büyük, geniş kök sistemleri ile türlerin çalışma edinerek vardır vardır; basit bir tek bölmeli tasarım var; hazır, ucuz malzeme kullanımı; ve yerelleştirilmiş düzeltme eklerinin eğitim için özel olarak tasarlanmıştır. Bu rhizobox iletişim kuralı çok yönlülük bir diğer uygulama yelpazesi için var olmak customized kök plastisite ve rizosferde etkileşimleri için izin verebilir. Diğer besin azot yamaları yerini alabilir. Fosfor gibi hareketsiz besinleri daha az leaching için büyük olasılıkla onları bu yaklaşım için uygun hale tehlikeye. Kök etkisi (rizosferde15için uzun zamandır devam eden bir tanım) bölgenin olabilir daha net daha pot çalışmalarda belirlenen ve toplu topraktan bir ustura ile ayrılmış olarak rhizoboxes aynı zamanda toplu ve rizosferde toprak, karşılaştırmalar için uygundur hasat. Rizosferde işlemleri incelemek için bu yöntem adapte yeni geniş bir çalışma her iki abiyotik ve biyotik etkileşimleri23de dahil olmak üzere iletişim kuralı, genişletmenin yolu açılır.
Burada sunulan rhizobox yöntemi genotip veya türler arasında ölçüm göreceli farklılıklar kök büyüme erken geliştirme, kök özellikleri arasındaki ilişkiyi karakterize ve toprak özellikleri olarak kök gelişmeye etkileri keşfetmek için uygundur . Orantısız etkisi kök büyüme faktörleriyle etkilediğinden Protokolü'nün belirli adımları özellikle önemlidir: toprak nem, toplu yoğunluğu ve eğim. Eşit ve eşit genelinde sulama kutuları kritik kök büyüme kalıpları1,31toprak nemi etkisi göz önüne alındığında. Pilot deneyler 24-48 h kılcal eylem nedeniyle sonra damla vericileri teslim su eşit olarak dağıtılmış oldu gösterdi; Ancak, verilen sulama döneminde teslim su hacmine yayıcılar arasında değişkenlik bizim düzenlemesini kullanarak bu yöntemi tavsiye çok yüksekti. El sulama yavaş yavaş ve eşit olarak test teknikleri iyi oldu ama diğer sulama yöntemleri kesinlikle mümkündür. Daha önce hesaplanan bir ağırlık için sulama tüm kutuları kök büyüme nedeniyle su stres32değişkenlik önleme aynı toprak nem içeriği korumak sağlar. Bireysel kutuları için ideal ağırlık hesaplama önemlidir bu yüzden boş rhizoboxes ağırlığı önemli ölçüde değişebilir.
Nem gibi ile rhizobox boyunca substrat yoğunluğu hatta toplu oluşturma kök nükleer silahların yayılmasına karşı yanıtları ölçmek için önemlidir. Kökleri daha kapsamlı daha az yoğun toprak33 büyümek ve sıkıştırma için tercihli su akışı, daha fazla kaynak dağıtım ve kök büyüme desenler34etkileyen kanalları oluşturabilirsiniz. Kurutma ve alan toprak eleme, iyice kum ve toprak karıştırma ve huni ileri geri ve yavaş yavaş ve eşit olarak taşıma kök büyüme için homojen bir matris oluşturmaya yardımcı olur.
Bu deney içinde bileşenleri bir dizi araştırma soruları faiz hem de çalışma içinde kullanılan toprak türü ve bitki türleri bağlı olacaktır. Toprak kum oranı substrat eşit topaklanma olmadan ıslatıyor emin olmak için farklı doku topraklar için ayarlanması gerekebilir. Pilot deneyler göstermiştir ki bir 1:1 (v/v) toprak: kum karışımı 1:2 veya 1:3 karışımları için kullanılan bu deneyde, bir çok ince kumlu bereketli toprak daha üstün. Rhizoboxes boyutlarında ve deneme süresi araştırma soru, kök özellikleri ve bitki türleri ilgi bağlı olarak ayarlanabilir. Mısır nispeten hızlı büyüyen bitki türü olduğunu; Biz bu nedenle yeterli hacim bitkiler giderek haline olarak en uygun süresi için devam etmek deneme sağlar toprak sağlamak için diğer rhizobox çalışmalar20,35 ' e göre daha büyük rhizobox boyutları seçildi zaman içinde rootbound. Son olarak, görünür ve izlenen kök büyüme istatistiksel modellere uygun her çalışma ve ilgi, tür için belki de pilot deneyler ile belirlenmelidir. Görünür kök büyüme bir doğrusal model25,36yerine bir doyurarak eğri takip edebilir ve hasat kökleri üzerinde görünür gerileme yamaç bitki türleri21tarafından değişir.
Kökleri yerçekimi takip ve ışık37önlemek için doğal bir eğilim vardır, ama gravitropism ve hafif kaçınma kök büyüme verilerini önyargı değil olduğunu emin olmak için bakım alınması gerekir. Sera banklar biraz hareket ettirildiğinde, örneğin, kökleri için besin yamalar yanıt yerine yamaç aşağı büyüyecek. Benzer şekilde, sera içinde ışık degradeler vardiya ateş büyüme ve rhizoboxes tamamen karanlık değil tutulursa tercihen bir tarafında büyümeye kökleri neden olabilir. İletişim kuralında sunulan hafif yoksunluk rhizoboxes alüminyum folyo sarma-ebilmek da iş gibi olay ışık, ama diğer yöntemler azaltmak için etkili bir yol durumlardır.
Burada sunulan tahribatsız rhizobox yöntemi üzerinde saat38 kökleri in situ izleme kolaylaştırır ve elektrikli el aletleri temel çalışma bilgisine sahip bir yüksek lisans öğrencisi tarafından uygulanan. Bu nedenle, daha olgun kök Hochschule'a için uygundur ama aynı kök sisteminin tekrarlanan ölçüler zaman ve MRI ve x-ışını bilgisayarlı üzerindeki izin vermez yıkıcı hasat yöntemleri shovelomics6gibi avantaj sunar yüksek kaliteli görüntüleme kök-substrat etkileşimlerin ama pahalı donanımları gerektirir izin tomografi39,40. Ancak, bu sınırlamalar değil. Rhizoboxes yapı zaman alıcı olabilir ve yukarıda açıklandığı gibi olmayan önemsiz nem, toplu yoğunluğu, eğim ve ışık gibi faktörler olarak mümkün, üniforma sağlama. Bununla birlikte, yeterli zaman ve detaylara dikkat göz önüne alındığında, rhizoboxes güvenilir sonuçlar ve birçok deney için yeniden kullanılabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Yazarlar için onların geribildirim, hem de J.C. Cahill adsız yorumcular ve Tan Bao rhizobox Protokolü Geliştirme Başlangıç Kılavuzu için kabul etmek istiyorum. Finansman, UC Davis bölümü bitki ve gıda ve Tarım Araştırma, gıda ve tarım, tarım deney istasyonu projesi CA-D-PLS-2332-H, A.G. için bize Bakanlığı, Tarım (USDA) Ulusal Enstitüsü Vakfı tarafından sağlanan yapıldı. Bir arkadaş grubu için JS ile Bilimler
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1.27 cm diameter PVC pipe | JM Eagle | 530048 | 305 cm per box, cut into lengths as specified in the protocol |
| PVC side elbows | Lasco | 315498 | 2 per box |
| PVC 90-degree elbows | Charlotte | PVC 02300 0600 | 4 per box |
| PVC T joints | Charlotte | PVC 02402 0600 | 4 per box |
| Extruded acrylic panes | TAP Plastics | N/A | 2 per box, 0.64 cm thick x 40.5 cm wide x 61 cm long |
| HDPE spacers (sides) | TAP Plastics | N/A | 2 per box, 0.64 cm thick x 2.5 cm wide x 57 cm long |
| HDPE spacers (bottom) | TAP Plastics | N/A | 1 per box, 0.64 cm thick x 2.5 cm wide x 40.5 cm long |
| HDPE spacers (patch) | TAP Plastics | N/A | 2 per box, 0.64 cm thick x 3.8 cm wide x 28 cm long |
| Polyester batting | Fairfield | #A-X90 | 2.5 cm x 40.5 cm strip per box |
| 20-thread screws | N/A | N/A | 3.2 cm long, 0.64 cm diameter |
| Washers | N/A | N/A | 0.64 cm internal diameter |
| Hex nuts | N/A | N/A | sized to fit the screws |
| Light deprivation fabric | Americover, Inc. | Bold 8WB26.5 | 1 piece 95 cm wide and 69 cm long per box |
| Sand | Quikrete | No. 1113 | |
| Field soil | N/A | N/A | |
| Transparencies for tracing | FXN | FXNT1319100S | One per side of the box to be traced |
References
- Hodge, A. Roots: The Acquisition of Water and Nutrients from the Heterogeneous Soil Environment. Progress in Botany 71. , 307-337 (2010).
- Grossman, J. D., Rice, K. J. Evolution of root plasticity responses to variation in soil nutrient distribution and concentration. Evolutionary Applications. 5 (8), 850-857 (2012).
- Melino, V. J., Fiene, G., Enju, A., Cai, J., Buchner, P., Heuer, S. Genetic diversity for root plasticity and nitrogen uptake in wheat seedlings. Functional plant biology. , Available from: http://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US201600101375 (2015).
- Zhang, H., Forde, B. G. An Arabidopsis MADS box gene that controls nutrient-induced changes in root architecture. Science. 279 (5349), 407-409 (1998).
- Hodge, A., Stewart, J., Robinson, D., Griffiths, B. S., Fitter, A. H. Competition between roots and soil micro-organisms for nutrients from nitrogen-rich patches of varying complexity. Journal of Ecology. 88 (1), 150-164 (2000).
- Trachsel, S., Kaeppler, S. M., Brown, K. M., Lynch, J. P. Shovelomics: high throughput phenotyping of maize (Zea mays L.) root architecture in the field. Plant and Soil. 341 (1-2), 75-87 (2011).
- Rogers, E. D., Monaenkova, D., Mijar, M., Nori, A., Goldman, D. I., Benfey, P. N. X-ray computed tomography reveals the response of root system architecture to soil texture. Plant Physiology. , (2016).
- Groleau-Renaud, V., Plantureux, S., Guckert, A. Effect of mechanical constraint on nodal and seminal root system of maize plants. Comptes Rendus De L Academie Des Sciences Serie Iii-Sciences De La Vie-Life Sciences. 321 (1), 63-71 (1998).
- Lin, Y., Allen, H. E., Di Toro, D. M. Barley root hair growth and morphology in soil, sand, and water solution media and relationship with nickel toxicity. Environmental Toxicology and Chemistry. 35 (8), 2125-2133 (2016).
- Wenzel, W. W., Wieshammer, G., Fitz, W. J., Puschenreiter, M. Novel rhizobox design to assess rhizosphere characteristics at high spatial resolution. Plant and Soil. 237 (1), 37-45 (2001).
- Spohn, M., Carminati, A., Kuzyakov, Y. Soil zymography - A novel in situ method for mapping distribution of enzyme activity in soil. Soil Biology and Biochemistry. 58, 275-280 (2013).
- Vollsnes, A. V., Futsaether, C. M., Bengough, A. G. Quantifying rhizosphere particle movement around mutant maize roots using time-lapse imaging and particle image velocimetry. European Journal of Soil Science. 61 (6), 926-939 (2010).
- Hewitt, E. J. Sand and Water Culture Methods Used in the Study of Plant Nutrition. , Commonwealth Bureau. London. (1966).
- Choudhary, M. I., Shalaby, A. A., Al-Omran, A. M. Water holding capacity and evaporation of calcareous soils as affected by four synthetic polymers. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 26 (13-14), 2205-2215 (1995).
- Bakker, P. A. H. M., Berendsen, R. L., Doornbos, R. F., Wintermans, P. C. A., Pieterse, C. M. J. The rhizosphere revisited: root microbiomics. Frontiers in Plant Science. 4, 2013 (2013).
- McNear, D. H. Jr The Rhizosphere - Roots, Soil, and Everything In Between. Nature Education Knowledge. 4 (3), 1 (2013).
- Ortas, I. Determination of the extent of rhizosphere soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 28 (19-20), 1767-1776 (1997).
- UC Davis Stable Isotope Facility. Carbon (13C) and Nitrogen (15N) Sample Preparation. , Available from: https://stableisotopefacility.ucdavis.edu/13cand15nsamplepreparation.html (2018).
- Barraclough, D. 15N isotope dilution techniques to study soil nitrogen transformations and plant uptake. Fertilizer research. 42 (1-3), 185-192 (1995).
- Belter, P. R., Cahill, J. F. Disentangling root system responses to neighbours: identification of novel root behavioural strategies. AoB PLANTS. 7, (2015).
- Nagel, K. A., et al. GROWSCREEN-Rhizo is a novel phenotyping robot enabling simultaneous measurements of root and shoot growth for plants grown in soil-filled rhizotrons. Functional Plant Biology. 39 (11), 891-904 (2012).
- Adu, M. O., Yawson, D. O., Bennett, M. J., Broadley, M. R., Dupuy, L. X., White, P. J. A scanner-based rhizobox system enabling the quantification of root system development and response of Brassica rapa seedlings to external P availability. Plant Root. 11, 16-32 (2017).
- Neumann, G., George, T. S., Plassard, C. Strategies and methods for studying the rhizosphere-the plant science toolbox. Plant and Soil. 321 (1-2), 431-456 (2009).
- Bodner, G., Alsalem, M., Nakhforoosh, A., Arnold, T., Leitner, D. RGB and Spectral Root Imaging for Plant Phenotyping and Physiological Research: Experimental Setup and Imaging Protocols. JoVE (Journal of Visualized Experiments). (126), e56251-e56251 (2017).
- Kuchenbuch, R. O., Ingram, K. T. Image analysis for non-destructive and non-invasive quantification of root growth and soil water content in rhizotrons. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 165 (5), 573-581 (2002).
- Dresbøll, D. B., Thorup-Kristensen, K., McKenzie, B. M., Dupuy, L. X., Bengough, A. G. Timelapse scanning reveals spatial variation in tomato (Solanum lycopersicum L.) root elongation rates during partial waterlogging. Plant and Soil. 369 (1-2), 467-477 (2013).
- Wu, J., et al. RhizoChamber-Monitor: a robotic platform and software enabling characterization of root growth. Plant Methods. 14 (1), 44 (2018).
- Rogers, S. W., Moorman, T. B., Ong, S. K. Fluorescent In Situ Hybridization and Micro-autoradiography Applied to Ecophysiology in Soil. Soil Science Society of America Journal. 71 (2), 620-631 (2007).
- Eickhorst, T., Tippkötter, R. Detection of microorganisms in undisturbed soil by combining fluorescence in situ hybridization (FISH) and micropedological methods. Soil Biology and Biochemistry. 40 (6), 1284-1293 (2008).
- Spohn, M., Kuzyakov, Y. Distribution of microbial- and root-derived phosphatase activities in the rhizosphere depending on P availability and C allocation - Coupling soil zymography with 14C imaging. Soil Biology and Biochemistry. 67, 106-113 (2013).
- Lv, G., Kang, Y., Li, L., Wan, S. Effect of irrigation methods on root development and profile soil water uptake in winter wheat. Irrigation Science. 28 (5), 387-398 (2010).
- Asseng, S., Ritchie, J. T., Smucker, A. J. M., Robertson, M. J. Root growth and water uptake during water deficit and recovering in wheat. Plant and Soil. 201 (2), 265-273 (1998).
- Hernandez-Ramirez, G., et al. Root Responses to Alterations in Macroporosity and Penetrability in a Silt Loam Soil. Soil Science Society of America Journal. 78 (4), 1392-1403 (2014).
- Zhang, Y. L., Wang, Y. S. Soil enzyme activities with greenhouse subsurface irrigation. Pedosphere. 16 (4), 512-518 (2006).
- Robinson, D., Hodge, A., Griffiths, B. S., Fitter, A. H. Plant root proliferation in nitrogen-rich patches confers competitive advantage. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 266 (1418), 431-435 (1999).
- Lobet, G., Draye, X. Novel scanning procedure enabling the vectorization of entire rhizotron-grown root systems. Plant Methods. 9, 1 (2013).
- Swarup, R., Wells, D. M., Bennett, M. J. Root Gravitropism. Plant Roots: The Hidden Half. , (2013).
- Smit, A. L., Bengough, A. G., Engels, C., van Noordwijk, M., Pellerin, S., van de Geijn, S. C. Root Methods: A Handbook. , Springer Science & Business Media. (2000).
- van Dusschoten, D., et al. Quantitative 3D Analysis of Plant Roots Growing in Soil Using Magnetic Resonance Imaging1[OPEN]. Plant Physiology. 170 (3), 1176-1188 (2016).
- Metzner, R., et al. Direct comparison of MRI and X-ray CT technologies for 3D imaging of root systems in soil: potential and challenges for root trait quantification. Plant Methods. 11, 17 (2015).
