Radyoaktif izleyiciler ile Bitkilerde Mineral Besin ve Toksikantların Değişimler Ölçme

Planta'da besin ve toksik madde akılarının ölçümü, bitki beslenmesi ve toksisitesinin incelenmesi için esastır. Burada, örnek olarak potasyum (K⁺) ve amonyak/amonyum (NH₃/NH₄⁺) akılarını kullanarak, bozulmamış bitki köklerinde akıntı ve akış tayini için radyoizleyici protokollerini ele alıyoruz. Bu tür tekniklerin avantajları ve sınırlamaları tartışılmaktadır.

Aşağıdaki deneyin genel amacı, bozulmamış arpa fidelerinin köklerine giren ve çıkan potasyum ve amonyağın tek yönlü akışlarını ölçmek ve bitki zarlarındaki temel besin taşıma sistemlerinin işleyişini karakterize etmektir. Bu, bitkilerin besinsel olarak sabit bir durumda olmasını sağlamak için ilk önce fidelerin belirli kimyasal bileşime sahip hidroponik çözeltilerde bir hafta boyunca yetiştirilmesiyle elde edilir. Hidroponik kültür, köklerin deneysel manipülasyon için erişilebilir olmasını sağlar.

İkinci adım olarak, bozulmamış bitkilerin kökleri, radyoaktif izotopu ile ilgilenilen substratın çivilendiği alım çözeltileri de dahil olmak üzere deneysel çözeltilere değişken süreler boyunca daldırılır. Bu adım, fidelerin içine ve dışına taşıma oranlarını belirlemek için kullanılacaktır. Daha sonra, bitkiler ya tek yönlü akış deneyleri için kısa bir alım periyodundan hemen sonra diseke edilir ya da izleyici salınımının ölçümü için daha uzun bir alımdan sonra bir FLX hunisine aktarılır.

İzleyici, flx veya Kate ile yapılan bölmeli analiz kullanılarak, taşıma sistemlerinin kapasitesinin, enerjisinin, mekanizmalarının ve düzenlenmesinin temel yönlerini ortaya çıkarabilecek sonuçlar elde edilir. Bu yöntem, mineral besinler ve toksik maddeler bitkilerin içine ve dışına nasıl taşınır gibi bitki beslenme fizyolojisi ile ilgili temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tür akılar değişen ortamlara nasıl tepki verir ve substrat, hücresel ve doku kompartmanasyonunu nasıl etkiler?

Ve son olarak, tuzluluk, kuraklık ve ağır metal toksisitesi gibi tarımdaki ekolojik ortamları tehlikeye atan abiyotik stresler, bitki besin akışlarını ve dinamiklerini nasıl etkiler? Bu tekniğin, substrat tükenmesi veya biriktirme tahlilleri veya demir seçici titreşimli elektrot ölçümleri gibi mevcut yöntemlere göre ana avantajı, akış ve eFlex arasındaki bir fark olan net esnemelerin aksine tek yönlü akıları ölçebilmemizdir. Bunu yaparak, bitki besin maddeleri ve sarhoş edici maddeler için taşıma sistemlerinin kapasitesi, enerjisi, mekanizmaları ve düzenlenmesi hakkında değerli bilgiler edinebiliyoruz.

Bu deneyde kullanılacak model arpa türü, arpa fidelerini deneyden bir gün önce iklim kontrollü bir büyüme odasında yedi gün boyunca hidroponik olarak büyütün, tek bir kopya yapmak için birkaç fideyi bir araya getirin. Olukların bazal kısmının etrafına iki santimetrelik bir tigon borusu parçası sarın ve bir yaka oluşturmak için boruyu bantla sabitleyin. Deneyden bir gün önce doğrudan akış veya DI tahlili için demet başına üç bitki ve izleyici, flx veya Kate tahlili ile bölmeli analiz için demet başına altı bitki kullanın.

DI için aşağıdaki malzemeleri ve çözeltileri hazırlayın: ön etiketleme, etiketleme ve DESORPSIYON çözeltileri, santrifüj tüpleri ve numune şişelerini toplayın, Kate için tüm çözeltileri havalandırın ve karıştırın. Aşağıdakileri iyi toplayın. Karışık havalandırmalı etiketleme ve elüsyon çözeltileri, akış hunileri, santrifüj tüpleri ve numune şişeleri.

Radyo izleyicileri, kurumun radyoaktif madde lisansının tüm gerekliliklerini yerine getirerek deney günü hazırlayın. Radyoaktif potasyum izotopunun hazırlanması için uygun güvenlik ekipmanı ve dozimetreler giyin ve uygun koruma kullanın. Potasyum 42.

Terazinin üzerine temiz, kuru bir beher yerleştirin ve teraziyi sıfırlayın. İzleyicinin bir şişesini ambalajından çıkarın ve tozu kabın içine dökün. Kütle pipetini, 19.93 mililitre damıtılmış suyu behere ve ardından 0.07 mililitre sülfürik asidi not edin.

Daha sonra, radyoaktif stok çözeltisinin konsantrasyonu hesaplanır. Potasyum karbonatın kütlesi ve moleküler ağırlığı ve çözeltinin hacmi göz önüne alındığında, kontaminasyonu rutin olarak izlemek için bir Geiger Mueller sayacı kullanın. Radyoaktif nitrojen 13 izotopu bir siklotronda üretilir ve DI ölçümleri için bir sıvı olarak gelir.

Potasyum 42 pipeti kullanarak, istenen nihai potasyum konsantrasyonuna ulaşmak için gereken radyoaktif stok çözeltisi miktarını etiketleme çözeltisine ekleyin: Nitrojen 13 kullanan DI ölçümleri için, etiketleme çözeltisine 0,5 mililitreden daha az miktarda radyo izleyici pipetleyin. Etiketleme çözeltisinin havalandırma yoluyla iyice karışmasına izin verin. Daha sonra, dört numune şişesinin her birine bir mililitrelik etiketleme çözeltisi alt numunesi pipetleyin.

Bir gama sayacı kullanarak şişelerdeki radyo aktivitesini ölçün. Sayacın, dakikadaki sayımlar veya CPM okumaları düzeltilecek şekilde programlandığından emin olun. Kısa ömürlü izleyiciler için özellikle önemli olan izotopik bozunma için, dört numunenin sayımlarının ortalamasını alarak ve çözeltideki substrat konsantrasyonuna bölerek mikromol başına dakika başına sayım olarak ifade edilmeyen etiketleme çözeltisi S'nin spesifik aktivitesini hesaplayın, bitkileri test koşulları altında önceden dengelemek için arpa köklerini radyoaktif olmayan bir ön etiketleme çözeltisine beş dakika daldırın.

Bundan sonra, kökleri beş dakika boyunca radyoaktif etiketleme çözeltisine batırın. Yüzeye yapışan radyo aktivitesinin büyük kısmını çıkarmak için kökleri beş saniye boyunca bir DESORPSIYON çözeltisine aktarın. Daha sonra kökleri beş dakika boyunca ikinci bir Desorpsiyon çözeltisi kabına aktarın.

Hücre dışı izleyicinin köklerini daha da temizlemek için, sürgünleri, bazal sürgünleri ve kökleri inceleyin ve ayırın. Kökleri santrifüj tüplerine yerleştirin ve numuneleri düşük hızlı klinik sınıf bir santrifüjde 30 saniye döndürün. Yüzeyi ve ara stisyel suyu çıkarmak için, taze ağırlığı elde etmek için kökleri tartın.

Bir gama sayacı kullanarak bitki numunelerindeki radyoaktiviteyi ölçün, bu formülü kullanarak bitkiye akışı hesaplayın. Bu prosedüre, etiketleme solüsyonunu hazırlayarak ve daha önce gösterildiği gibi S düğümünü ölçerek başlayın. S'yi ölçtükten sonra, nihai hacim 20 mililitrelik EIT hacmine eşit olacak şekilde her numuneye 19 mililitre su ekleyin.

Her 20 mililitrelik numunedeki radyo aktivitesini sayın. Kökleri bir saat boyunca etiketleme çözeltisine daldırın. Bir saat sonra, bitkileri etiketleme solüsyonundan çıkarın ve tüm kök materyalinin huni içinde olduğundan emin olarak FLX hunisine aktarın.

Plastik bileziğin üzerine küçük bir bant şeridi uygulayarak bitkileri akış hunisinin yan tarafına nazikçe sabitleyin: İlk elu'yu yavaşça huniye dökün. Saniyeler içinde saymak için bir zamanlayıcı başlatın ve 15 saniye sonra musluğu açın ve EIT'yi numune şişesinde toplayın. Musluğu kapatın, bir sonraki EIT'yi huniye yavaşça dökün.

Bu şekilde, Elucian serisinin geri kalanı için toplam 29,5 dakikalık bir AB süresi için EIT'yi toplayın. AB protokolü tamamlandıktan sonra, bitkileri daha önce gösterildiği gibi hasat edin, gama sayacını kullanarak EIT'lerdeki ve bitki örneklerindeki radyo aktivitesini sayın, her bir EIT için okumayı, kararlı durum koşulları için elüsyon süresinin bir fonksiyonu olarak seyreltme faktörü arsa izleyici serbest bırakma ile çarpın, doğrusal regresyonlar ve akı hesaplamaları yapın. Yarım yalan borsa ve havuz boyutları.

Burada, değişen dış amonyak konsantrasyonlarının bir fonksiyonu olarak amonyak akışı için temsili izotermler gösterilmiştir. Yüksek amonyak veya amonyumda yetiştirilen arpa fidelerinin bozulmamış köklerinde ve düşük veya yüksek potasyum amonyak akıları, düşük potasyumlu McKayla'larda önemli ölçüde daha yüksekti. İzotermlerin menin analizleri, yüksek potasyumun amonyak alım taşıyıcılarının substrat afinitesi üzerinde nispeten az etkiye sahip olduğunu, ancak taşıma kapasitesini önemli ölçüde azalttığını ortaya koymaktadır.

Bu sonraki sonuç, potasyum alım sisteminin hızlı plastisitesini vurgulamaktadır. Bozulmamış arpa fidanlarının köklerinde orta derecede potasyum ve yüksek amonyumda yetişir. Dış çözeltiden amonyumun çekilmesinden sonraki beş dakika içinde potasyum akışında neredeyse% 350'lik bir artış gözlendi.

Bu amonyum çekme etkisi, bir sezyum olan potasyum kanal blokerleri, tetraetil amonyum baryumuna duyarlıydı. Bu grafikler, düşük potasyum ve orta nitratta yetiştirilen bozulmamış arpa fidelerinin köklerinde kararlı durum potasyum 42 efl'yi ve 10 milimolar sezyum klorür, beş milimolar potasyum sülfat ve beş milimolar amonyum sülfatın flx potasyum üzerindeki ani etkilerini göstermektedir. Cate, hücre altı bölmelerdeki substratın konsantrasyonlarını ve devir sürelerini tahmin etmek için de kullanılabilir.

Bitki dokularında izleyici retansiyonu ile birlikte izleyici salınımının yavaş değişen fazının regresyon analizi, hücre duvarı, sitoplazma ve va gibi hücre altı bileşenlerin değişiminin havuz boyutu ve yarı ömürleri hakkında önemli bilgiler ortaya çıkarabilir. Bu tablo, bir milimolar nitrat veya 10 milimolar amonyum ile yetiştirilen arpa fidelerinde kararlı durum potasyum 42 flx ölçümlerinden elde edilen pelerin parametrelerini göstermektedir. İkincisi toksik bir senaryoyu temsil ediyor.

Yüksek amonyum, tüm potasyum akışlarının baskılanmasına ve havuz boyutunda önemli bir düşüşe neden olur. Bir kez ustalaştıktan sonra, DI metodolojisinin verimliliği, 30 saniye arayla kademeli tedavilerle geliştirilebilir. Bunu yaparken, tek bir deneyde 10'a kadar koşulu inceleyebiliriz.

Benzer şekilde, koşular arasında yeterli zaman verildiğinde birkaç Kate koşusu aynı anda gerçekleştirilebilir. Bu videoyu izledikten sonra, bozulmamış bitkilerde besin ve sarhoş edici maddelerin akışlarını radyoaktif izleyiciler kullanarak nasıl ölçeceğinizi iyi anlamış olmalısınız.