مجموعه سريعة من الازهار العطر متطاير باستخدام تقنيه مجموعه المتقلبة الراسي لأخذ العينات الحرارية GC-MS
Summary
هنا ، نقدم بروتوكولا لجمع العطر الازهار متطاير من تزهر الزهور ، وذلك باستخدام اجراء أخذ العينات غير المدمرة.
Abstract
وقد تم أخذ عينات من العطور من العديد من عائلات زهره وتحليل متطاير. معرفه المركبات التي تشكل العطور يمكن ان يكون خطوه هامه للحفاظ علي الزهور المهددة أو المهددة بالانقراض. لان العطر الزهري هو أمر بالغ الاهميه لجذب الملقحات ، ويمكن استخدام هذه الطريقة لفهم أفضل أو حتى تعزيز التلقيح. نحن نقدم بروتوكول باستخدام فلتر هواء الفحم المحمولة والفراغ لجمع متطاير العطر الازهار ، والتي يتم تحليلها من قبل GC-MS. باستخدام هذه الطريقة ، يمكن أخذ عينات متطاير العطر باستخدام طريقه غير مدمره مع الجهاز الذي يتم نقله بسهوله. وتستخدم هذه المنهجية اجراء أخذ العينات السريعة ، وخفض وقت أخذ العينات من 2-3 ساعة إلى 10 دقائق تقريبا. باستخدام GC-MS ، يمكن تحديد مركبات العطور بشكل فردي ، استنادا إلى المعايير الاصليه. يتم تقديم الخطوات المستخدمة لجمع الروائح والتحكم في البيانات ، من اعداد المواد لجمع مخرجات البيانات.
Introduction
الزهور تنتج عاده العطر المستخدمة لجذب الملقحات. وتتكون هذه العطور من العديد من المركبات الكيميائية كلها تعمل معا كمزيج الازهار1,2,3. وبدون هذه العطور ، تكون الزهور اقل عرضه لنقل معلوماتها الوراثية باستخدام الملقحات. وقد تم توثيق العطر الازهار في العديد من الأسر النباتية المزهرة ، مع اوردوزيه كونها واحده من الأسر أكثر شيوعا درس4. لفهم دور العطر الازهار في التلقيح ، من المهم لجمع وتحليل غير تدميري المركبات الكيميائية التي تنبعث من الزهور في أوقات مختلفه من اليوم ، وخلال عده أيام إلى أسابيع تزهر زهره مفتوحة ، والعطر يمكن ان تختلف مع مرور الوقت5.
تم تطوير بروتوكول مبكر لهذا النوع من العينات من قبل هيث ومانكيان6. وكان الهدف من أساليب أخذ العينات الخاصة بهم هو الحد من الإجهاد علي العينة (مثل النباتات والحشرات) التي تجري دراستها. وثائق سابقه وثقت ان الإجراءات المدمرة للمصنع كانت مطلوبه ، مثل أزاله تزهر الزهور من أجل جمع العطر. أحدث الزهور العطور المنشورات من قبل cancino ودامون7,8 تستخدم أساليب مماثله. وضعت هذه الدراسة الزهور في الغرف الزجاجية ومرت الهواء النقي عليها ؛ ثم تم امتصاص مركبات العطر من الغرفة علي الممتزات البوليمر المساميه في أنابيب باستور واضحة. تم جمع العطور لمده ساعتين علي الأقل خلال هذه الدراسة. قام سادلر وآخرون9 بدراسات العطور الزهرية علي الاوركيد المعطر في جنوب فلوريدا ، مثل الكثير من الدراسة الاصليه10. مره أخرى ، تطلبت هذه الدراسة ان يتم أخذ عينات من الزهور لأكثر من ساعتين لجمع متطاير العطر ، مع العطر الذي تم جمعه علي الممتزات البوليمر المساميه. وتقدم الورقة هنا طريقه غير مدمره تسمح بأخذ عينات أسرع بكثير ، تدوم 10 دقائق فقط. أيضا ، بدلا من استخدام الفرن غرفه زجاجيه تستخدم أكياس الخبز ، والتي تسمح للحركة أكثر مرونة من الغرفة والحد من فرص الاضرار التي لحقت الزهور. هذه الحقائب تاتي في عده احجام السماح للخيار لتحديد حجم الحقيبة التي من شانها ان تناسب بسهوله العينات الفردية دون الاضرار العينة أو المواد المحيطة بها. وكان الممتزات المستخدمة في هذه الدراسة Tenax المساميه البوليمر الممتزات. هذا يختلف عن porapak ، لان العينة يمكن ان يكون مستوعب حراريا علي العمود GC-MS للتحليل ، والقضاء علي استخدام المذيبات الكيميائية.
الطرق في هذه الدراسة توفر وسيله لعينه بسرعة متطاير العطر التي تنتجها الزهور ، ويمكن استخدامها لعينه من متطاير من عينات أخرى ، وكذلك ، مثل الفيرومونات الحشرات ، أو فطر متطاير. الوقت المخفض لأخذ العينات يعني ان هناك ضغط اقل علي العينة والقدرة علي جمع العديد من العينات في فتره قصيرة من الزمن. علي سبيل المثال ، في Sadler وآخرون9، كانت زهره عبق فقط في الليل ، لذلك فقط اثنين أو ثلاثه عينات يمكن جمعها كل ليله. مع الطريقة هنا ، يمكن ان تؤخذ العينات كل ليله في 15-20 دقائق من نفس الزهرة. بالاضافه إلى ذلك ، باستخدام أكياس بدلا من الغرف الزجاجية ، يمكن تعليق الحيز الراسي أسهل لأخذ العينات في الميدان لجمع في الموقع علي الأنواع النباتية المهددة بالانقراض أو المهددة. باستخدام الطريقة المعروضة هنا ، كنا قادرين علي عينه الزهور 1.5 إلى 2 متر فوق الأرض. هذه الطرق هي مفيده بشكل لا يصدق لجمع العطر في المختبر والميدان ، ويوفر للباحثين مع تقنيه أخذ العينات التي هي سريعة وغير مدمره للعينه.
Protocol
Representative Results
Discussion
علي الرغم من ان هذه التقنية هي قيمه بشكل لا يصدق لسرعه أخذ العينات وقابليتها ، وهو قيد واحد يستخدم للأنواع الابيائيه ، أو تلك التي تنمو علي الأشجار وليس من الأرض. في الدراسة الاصليه10، واحده من الزهور عينات كانت ابيهيتيك. لان الجهاز ثقيل جدا لشنق بحريه ، يجب ان تكون مستقره ، قاع?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
[وزاره الزراعة]-[أرس] بحث رقم [6036-22000-028-د]. استخدام أسماء التجارة أو الشركات أو الشركات في هذا المنشور هو لمعلومات وراحة القارئ. ولا يشكل هذا الاستخدام تاييدا رسميا أو موافقه من وزاره الزراعة في الولايات المتحدة أو دائره البحوث الزراعية علي اي منتج أو خدمه باستثناء الآخرين الذين قد يكونون مناسبين. بالاضافه إلى ذلك ، قدمت جامعه فلوريدا قسم البيولوجيا-لويس وفيرينا فون زمالة في علم الاحياء الاوركيد (2017) ، وجامعه فلوريدا زمالة بحوث الدراسات العليا (2014-2018) التمويل أيضا. كما نشكر سيندي بينينجتون من جامعه ستانسون لمصنع الاوركيد المستخدم اثناء تصوير هذا الفيديو.
Materials
| Bulkhead Union | Cole-Palmer | UX-06390-10 | |
| FEP tubing | Cole-Palmer | UX-06407-60 | |
| Gas Chromatography | Hewlett Packard | 6890 | |
| Glass Wool, Silanized | Sigma-Aldrich | 20411 | |
| Inlet liner | Agilent | 5062-3587 | |
| Mass Spectrometer | Hewlett Packard | 5973 | |
| Reynolds oven bag | Reynolds Consumer Products | Turkey size | |
| Tenax Porous Polymer Adsorbent | Sigma-Aldrich | 11982 |
References
- Knudsen, J. T., Tollsten, L., Bergstrom, L. G. Floral scents- A checklist of volatile compounds isolated by head-space techniques. Phytochemistry. 33, 253-280 (1993).
- Dudareva, N. A., Pichersky, E. . Biology of floral scent. , (2006).
- Altenburger, R., Matile, P. Rhythms of fragrance emission in flowers. Planta. 174, 242-247 (1988).
- Dodson, C. H., Dressler, R. L., Hills, H. G., Adams, R. M., Williams, N. H. Biologically active compounds in orchid fragrances. Science. 164, 1243-1249 (1969).
- Theis, N., Raguso, R. A. The effect of pollination on floral fragrance in thistles. Journal of Chemical Ecology. 31 (11), 2581-2600 (2005).
- Heath, R. R., Manukian, A. Development and evaluation of systems to collect volatile semiochemicals from insects and plants using a charcoal-infused medium for air purification. Journal of Chemical Ecology. 18, 1209-1226 (1992).
- Cancino, A., Damon, A. Comparison of floral fragrance components of species of Encyclia and Prosthechea (Orchidaceae) from Soconusco, southeast Mexico. Lankesteriana. 6, 83-139 (2006).
- Cancino, A., Damon, A. Fragrance analysis of euglossine bee pollinated orchids from Soconusco, south-east Mexico. Plant Species Biology. 22, 129-134 (2007).
- Sadler, J. J., Smith, J. M., Zettler, L. W., Alborn, H. T., Richardson, L. W. Fragrance composition of Dendrophylax lindenii (Orchidaceae) using a novel technique applied in situ. European Journal of Environmental Science. 1, 137-141 (2011).
- Ray, H. A., Stuhl, C. J., Gillett-Kaufman, J. L. Floral fragrance analysis of Prosthechea cochleata (Orchidaceae), an endangered native, epiphytic orchid, in Florida. Plant Signaling and Behavior. , (2018).
- . National Institute of Standards and Technology. U.S. Department of Commerce Available from: https://www.nist.gov/ (2019)
