We beschrijven een protocol om intacte wortels en de omliggende rhizosfeergrond uit wetlandomgevingen te bemonsteren, te behouden en te doorsnijden met rijst(Oryza sativa L.) als modelsoort. Eenmaal bewaard, kan het monster worden geanalyseerd met behulp van elementaire beeldvormingstechnieken, zoals synchrotron x-ray fluorescentie (XRF) chemische speciatie beeldvorming.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een methode om wetlandwortels en rhizosfeer te behouden voor elementaire beeldvorming
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Wortels werken veel samen met hun bodemomgeving, maar het visualiseren van dergelijke interacties tussen wortels en de omringende rhizosfeer is een uitdaging. De rhizosfeerchemie van wetlandplanten is bijzonder uitdagend om vast te leggen vanwege steile zuurstofgradiënten van de wortels naar de bulkgrond. Hier wordt een protocol beschreven dat de wortelstructuur en rhizosfeerchemie van wetlandplanten effectief behoudt door invriezen en vriesdrogen. Slam-freezing, waarbij het monster wordt ingevroren tussen koperblokken voorgekoeld met vloeibare stikstof, minimaliseert wortelschade en monstervervorming die kan optreden bij flitsvriezen terwijl chemische speciatieveranderingen nog steeds worden geminimaliseerd. Hoewel monstervervorming nog steeds mogelijk is, verhoogt de mogelijkheid om snel en met minimale kosten meerdere monsters te verkrijgen het potentieel om bevredigende monsters te verkrijgen en optimaliseert het de beeldvormingstijd. De gegevens tonen aan dat deze methode succesvol is in het behoud van gereduceerde arseensoorten in rijstwortels en rhizobolletjes geassocieerd met ijzerplaques. Deze methode kan worden toegepast voor studies van plant-bodemrelaties in een breed scala aan wetlandomgevingen die de concentratie omvatten, variërend van sporen-element fietsen tot fytoremediatietoepassingen.
Inleiding
Wortels en hun rhizosfeer zijn dynamisch, heterogeen en van cruciaal belang om te begrijpen hoe planten minerale voedingsstoffen en verontreinigingen verkrijgen1,2,3. Wortels zijn de primaire route waarmee nutriënten (bijv. fosfor) en verontreinigingen (bijv. arseen) van de bodem naar planten gaan en dus heeft het begrijpen van dit proces implicaties voor de voedselhoeveelheid en -kwaliteit, de werking van het ecosysteem en fytoremediatie. Wortels zijn echter dynamisch in ruimte en tijd die groeien als reactie op behoeften om voedingsstoffen te verkrijgen en ze variëren vaak ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Voorbereiding van slam-freezing apparatuur
- Plaats twee koperen blokken (~ 5 cm x 5 cm x 15 cm) horizontaal in een schone koeler die vloeibare stikstof kan vasthouden en giet voldoende vloeibare stikstof om de blokken onder te dompelen. Zodra het borrelen afneemt, plaatst u twee afstandhouders bovenop één koperen blok aan elk uiteinde.
OPMERKING: De hoogte van de afstandsbalk bepaalt de hoogte van het te vriezen monster; in dit voorbeeld wordt een afstand van 2 cm gebruikt om kubussen van ongeveer 3 cm x 3 cm x 2 cm te maken. Het volume van de vloeibare stikstof hangt af van de koelere grootte. In dit voorbeeld wordt ongeveer 1 L gebruikt voor ongeveer ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Deze methode maakt het mogelijk om wortels en chemische soorten te behouden in de wortels en rhizosfeer van wetlandplanten en in de bulkgrond. In dit werk werd de methode gebruikt om as speciatie en co-lokalisatie met Fe- en Mn-oxiden en plantaardige voedingsstoffen in de rhizosfeer van rijst(Oryza sativa L.) te evalueren. Rijst werd geteeld in de RICE Facility van de Universiteit van Delaware, waar 30 rijstvelden (elk 2 m x 2 m, 49 planten) worden gebruikt om rijst te verbouwen onder verschillende bodem- en wat.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Dit artikel beschrijft een protocol voor het verkrijgen van geconserveerde bulkgrond + rhizobolletjes van natlandplantwortels met behulp van een slam-freezing-techniek die kan worden gebruikt voor elementaire beeldvorming en / of chemische speciatiemapping.
Er zijn verschillende voordelen van deze methode ten opzichte van bestaande methoden. Ten eerste maakt deze methode het gelijktijdige onderzoek van wortels en de omliggende rhizosfeer mogelijk. Momenteel bestaan er methoden om wortels uit h.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets bekend te maken.
Dankbetuigingen
De auteurs erkennen een gezamenlijke zaadbeurs aan Seyfferth en Tappero om de samenwerking tussen de Universiteit van Delaware en het Brookhaven National Laboratory te ondersteunen. Delen van dit onderzoek maakten gebruik van de XFM (4-BM) Beamline van de National Synchrotron Light Source II, een Amerikaanse Office of Science User Facility van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) die in het kader van contractnr. DE-SC0012704.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Koperblokken | McMaster Carr | 89275K42 | |
| Diamantzaagbladen | Buehler | 15 LC, 102 mm x 0,3 mm | werksnelheid: 225 rpm |
| Epoxyvormen | Struers | 40300085 | FixiForm |
| Epoxy | Epotek | 301-2FL | |
| Superlijm | Loctite | 404 | |
| Dun slijpmachine | Buehler | PetroThin | |
| Naasseerzaag | Buehler | IsoMet 1000 |
Referenties
- Ahkami, A. H., White, R. A., Handakumbura, P. P., Jansson, C. Rhizosphere engineering: Enhancing sustainable plant ecosystem productivity. Rhizosphere. 3 (2), 233-243 (2017).
- McNear, D. H. The rhizosphere - roots, soil and everything in between. Nature Education....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
