Burada, bitki büyüme davranış ve özellikle fenotipleri tekrarlanabilir bir şekilde eğitim için bir iletişim kuralı mevcut. Değişken ve aynı zaman istikrarlı ışık koşulları sağlamak için nasıl gösterir. Uygun analizleri yeterli örnek numaraları ve geçerli istatistiksel değerlendirme bağlıdır.
Bitki biyologlar sık sık onların seçilmiş türler büyüme davranışlarını gözlemlemek gerekir. Bu amaçla, bitkiler farklı kurulumları altında çalışmalar yapılabilir hangi miktar ve kalite olarak tercihen değişken sabit çevre ve istikrarlı ışık koşullarında, gerekir. Bu gereksinimleri iklimsel Odalar floresan ışıklar aksine-için farklı dalga boylarında ayarlanabilir ışık yayan diyot (LED) ışıklar featuring tarafından karşılanmaktadır. LED vardır enerji tasarrufu ve sık sık diğer ışık kaynakları ile ilgili bir sorun oluşturan hemen hemen hiçbir ısıda bile ışık yoğunluklarını, yayarlar. Sunulan Protokolü değişken LED ışıkları ile donatılmış hem de büyüme fenotipleri derinlik analizi için çeşitli yaklaşımlar açıklayan bir iklimsel odası programı konusunda adım adım yönergeler sağlar. Bağlı olarak deneysel set-up büyüyen bitkilerin çeşitli özellikleri gözlenen ve analiz. Burada taze ağırlık, yaprak alanı, fotosentetik etkinlik ve stomatal yoğunluğunu belirlemek nasıl açıklar. Biz sırayla güvenilir veri elde etmek ve bu kişilerin yeterli sayıda istatistiksel değerlendirme için kullanmak için zorunludur geçerli sonuçlara göstermek. Çözümleme sonuçlarını bu tür için çok az sayıda bitki yüksek istatistiksel hataları alarak ve sonuç olarak daha az net Yorumlar verilerin içinde.
Arabidopsis thaliana model organizma fazla iki yıl için moleküler dönemin bitki araştırmacılar için olmuştur. Çeşitli özellikleri bu küçük temsilcisi Brassica ailesinin genetik ve moleküler çalışmalar için ideal bir aday yapmak: sadece beş kromozomlar ( örneğin tütün için 24 kromozom ile karşılaştırıldığında) ile nispeten küçük bir genom vardır ve genomunu tamamen 20001‘ sıralı. A. thaliana Agrobacterium enfeksiyon2 tarafından kolayca genetik olarak değiştirilebilir ve mükellef bile en son genetik araçları CRISPR/Cas3gibi. Küçük olmasına rağmen büyüme döngüsünün biyokimyasal deneyler uygun malzeme daha yüksek bir miktar gerektiği yerde yapmak için yeterince hızlı. Bitkiler büyümek Ağar kaplamalar ya da toprak ve hatta sıvı kültürleri4ekili olabilir. Arabidopsis Speed’in kontrollü dolapları, örneğin Percival, üzerinden içinde yetiştirilen iklim odaları veya seralar. Büyüme davranış ve fenotipleri mutantların edebilmek için tekrarlanabilir ve aynı zaman esnek büyüme koşulları5sağlamak için önemlidir. Ele alınması için bilimsel soruna bağlı olarak onlardan farklı sıcaklıklarda ve sabit ışıklı ortamlarda, farklı ışık yoğunluklarda veya farklı ışık nitelikleri aynı sıcaklıkta ihtiyacım olabilir. Işık bitki büyüme çok kritik bir parametredir ve nüfuzunu kez farklı yaklaşımlar6‘ da okudu. Tekrarlanabilirlik ve karşılaştırılabilir elde edilen veri sağlamak için istikrarlı bir çıkış sağlamak ve ışık kaynakları aynı tür uygulamak önemlidir.
Seralar ve iklimsel chambers her zamanki ışık kaynaklarında sodyum buharı veya floresan lambalar, tatmin edici bitki büyüme teşvik ancak birkaç dezavantajları var oluşur. İlk olarak, onlar sadece yoğunluğu aynı kalitede (kendi gözlemleri) spektral çıkış değiştirir zamanla yaş. Böylece ışık kalitesi bir değişiklik fark edilmeden devam ama hala önemli etkileri vardır ancak, sadece yoğunluğu genellikle sürekli olarak izlenir. İkinci olarak, her iki tür lambalar ısı üretir daha yüksek ışık yoğunluklarını, kendisini bitki büyüme bir derin fizyolojik etkisi vardır ve herhangi bir ışık bağımlı etkisi maske. Üçüncü olarak, alınan spektral bu ışık kaynakları değişmez ve oldukça doğal güneş ışığı7farklı olarak çıktı. Bu sakıncaları LED’ler durumunda üstesinden var)8,9,10,11. Onlar-si olmak uzun ömürlü emisyon ancak herhangi bir değişiklik ile çok yüksek ışık yoğunluklarını, bile atık ısı üretmek değildir ve onların spektral çıkış ile ilgili çok esnektir.
Burada nasıl bir iklimsel odası ayrı LED ışıklar kırmızı, mavi ve beyaz ışık için yer ayarlayın ve bitki büyüme zaman içinde farklı parametreleri takip göstermektedir. Biz taze ağırlık, yaprak alanı, stoma bantlı yoğunluğu ve fotosentetik performansını ölçmek. Aynı zamanda, biz düzgün kadar istatistiksel değerlendirme ayar önemi göstermek.
Bitki büyüme okuyan ilk adımı istenen koşullara göre iklimsel odası kurma. Bu kolayca ilgili yazılım (şekil 1A) programı maskeye tüm değişkenleri yazarak yapılır. Bu adımda, ışık rejimi ve/veya sıcaklık değiştirerek birçok değişiklikler uygulanabilir. Sürekli sıcaklık, nem ve ışık koşullarında (teknik deney bozma önlemek için,Şekil 2) izlemek emin olun. Tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için bir kritik nokta bu. Bu kurulum çok değişken sunuyor ve esnek şekilde ayarlanabilir olmasına rağmen kendi sınırlamaları vardır. Şu anda mevcut LED ışıklar güneş ışığı yüzde yüz taklit edemez ve iklimsel odası içinde iklim koşulları asla tamamen dış15tarihinde neler olduğunu yansıtabilir.
Yaygın olarak kullanılan karşılaştırıldığında floresan ampuller LED ışıkları daha çok yönlü, daha az enerji ihtiyacı ve hemen hemen hiçbir ısı radyasyon göstermektedir. Bu avantajları iklim odaları ve LED16seralara donatmak için kapalı tarım büyük sanayi açmıştır. Büyük başarı dikkate alınarak, bu alanda LED tekniği kesinlikle çok daha fazla uygulama bulabilirsiniz bildirdi.
Fenotip gözlemleyerek ve özellikle dikkate almak önemlidir yaprak alanının belirlenmesi için bu büyük bitkilerde örtüşme (şekil 3) bırakır. Böylece, Bütün rozet grafik değerlendirilmesi imprecise olma eğilimindedir. Bu durumda, tüm yaprakları kesip oradan gitmek çok daha doğrudur.
Büyüme davranış değerlendirilmesi ve özellikle farklılıklar büyüme ve gelişme farklı koşullar altında yeterli bir örnek boyutuna bağlıdır. Bu çalışmada en az altı bitkiler örneğin fotosentetik verim (şekil 5), taze ağırlık (Şekil 7), belirlenmesi için kullanılan ve yaprak alanı (şekil 8A) ama 30 bireysel tohum emin olmak için çalışma başlangıcında dikilmiştir ilk, yeterli tohum çimlenme ve ikinci olarak, “tipik” bitkilerin bir seçim yapılabilir. Aynı nüfus, Yani bitkiler tek tencere içinde tam olarak aynı koşullarda, aynı tepsi içinde bile değişen fenotipleri gösterdi. Bu sonra tabii olarak standart sapma istatistiksel çözümleme sırasında yansıtılır, ama küçük istatistiksel hataları (8B rakam) gözlendiğinde veri yorumlanması genellikle daha güvenilirdir.
PAM (şekil 4, şekil 5) tarafından fotosentetik performans ölçümü için birkaç parametre yapılabilir. Bu durumda, PSII verim Y(II) örnek olarak odak oldu ama örneğin olmayan fotokimyasal Şoklama, düzenlenmiş ve sigara düzenlenir enerji dağıtımı veya hafif remisyon kuantum verimi de belirlemek mümkündür. İşte yaprak yaprak yüzeyi boyunca eşit olarak dağıtılmıştır başına en az beş AOIs seçin ve ardından en az altı farklı bitki yapraklarından ölçmek için önemli. Bu yöntemin dezavantajı PSI üzerinde herhangi bir etkileri tespit edilemez olduğunu; Bu amaç için gerekli olan farklı ekipman.
The authors have nothing to disclose.
F.S. destek Rhenac Green Tec AG’nin bu çalışmanın bölümleri kabul eder. JS ve B.B. DFG (SFB TR175) fon aldı.
Climatic chamber equipped with LED panels | Rhenac Green Tec AG | These chambers are custom made. | |
Spectrometer | OceanOptics | USB-650 | |
Imaging PAM | Walz | IMAGING-PAM M-Series | There are several suitable models depending on the broader use. |
Microscope+ 40x objective | Leica | DM1000 | Other companies also produce suitable microscopes. |
Software ImageJ | Free download from website | ||
Plant RNA extraction kit | Qiagen | 74903 | |
Bioanalyser | Agilent | G2939BA | Needs an additional computer |