A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

هنا ، نصف أداة متقدمة مصممة لمراقبة التخليق الحيوي للكلوروفيل خلال المراحل المبكرة من إزالة الشتلات من أرابيدوبسيس . توفر المنهجية الجديدة تصويرا غير جراحي مضان الكلوروفيل في الوقت الفعلي بدقة مكانية وزمانية عالية.

Abstract

التخليق الحيوي للكلوروفيل هو السمة المميزة لإزالة الاتساق ، وهي واحدة من أكثر المراحل دراماتيكية في دورة حياة النبات. يتم تشغيل عملية التخليق الحيوي للكلوروفيل التي يتم التحكم فيها بإحكام وديناميكية للغاية أثناء التحول من الظلام إلى الضوء في النباتات المزهرة. في الوقت الذي تتعرض فيه الشتلات المعزولة للآثار الأولى لأشعة الشمس ، يتم التحويل السريع (بترتيب ثوان) للبروتوكلوروفيليد إلى الكلوروفيليد بواسطة مجمعات بروتينية فريدة تقبل الضوء ، مما يؤدي عبر خطوات التمثيل الغذائي اللاحقة إلى إنتاج الكلوروفيل الذي يعمل بكامل طاقته. تشمل التقنيات القياسية لتحليل محتوى الكلوروفيل استخراج الصباغ من الأنسجة النباتية المنفصلة ، والتي لا تنطبق على دراسة مثل هذه العمليات السريعة. للتحقيق في حركية الكلوروفيل في الجسم الحي بدقة عالية ودقة مكانية زمانية في الساعات الأولى بعد إزالة العدوى المستحثة بالضوء ، تم تطوير أداة وبروتوكول. نقدم هنا إجراء مفصلا مصمما للقياس الكمي القوي إحصائيا للكلوروفيل في المراحل المبكرة من إزالة الأرابيدوبسيس .

Introduction

يمثل إزالة الاتباع المرحلة الأكثر دراماتيكية في دورة حياة النبات ، والتي تتميز بعدد من التغيرات المورفولوجية وإعادة الترتيب الكامل لعملية التمثيل الغذائي للنبات (من غير متجانس إلى استواء ذاتي)1. التخليق الحيوي للكلوروفيل هو السمة المميزة لإزالة التلوث الناجم عن الضوء في النباتات وعملية ديناميكية للغاية. يجب تنسيق تكوين الكلوروفيل من السلائف الأولية المنتجة بشكل داكن لتجنب الضرر الناجم عن المنتجات الثانوية التفاعلية2. يتم تحفيز اختزال البروتوكلوروفيليد إلى الكلوروفيليد بواسطة مؤكسدات البروتوكلوروفيليد المعتمدة على الضوء (PORs) ، وهي إنزيمات فريدة يتم تنشيطها مباشرة بواسطة الضوء. التفاعل سريع جدا ، يحدث بترتيب ms إلى s

Protocol

1. إعداد المتوسطة

  1. تحضير وسط الزراعة عن طريق خلط 0.75 جم من عامل التبلور مع 50 مل من الماء منزوع الأيونات المعقم في زجاجة زجاجية لتحقيق تركيز 1.5٪ (وزن / حجم) للوحة بتري واحدة (120 × 120 × 17 مم). هز الخليط برفق ثم سخنه في الميكروويف حتى الغليان لإذابة عامل التبلور (يصبح المحلول واضحا).
  2. اترك الوسط يبرد إلى 58-60 درجة مئوية قبل المتابعة إلى الخطوات التالية. يجب تنفيذ جميع الخطوات اللاحقة في ظل ظروف معقمة داخل غطاء التدفق الصفحي لمنع التلوث.
  3. استخدم ألواح بتري ذات الحواف الضيقة للضوء لتجنب انعكاس الضوء الأكتيني المفرط والتألق الذاتي العالي للخلفية أثناء القياسات. لهذا ، ضع شريطا لاصقا أسود (أو أي وسيلة أخرى متاحة) لتغطية جميع....

النتائج

يظهر في الشكل 3 الناتج النموذجي الذي تم الحصول عليه باستخدام الإجراء المطور حديثا في شتلات أرابيدوبسيس منزوعة الرتبة من النوع البري (WT) عمرها 4 أيام ، النمط البيئي Columbia-0 (Col-0). في ظل ظروف التحكم (وسائط MS المكملة ب DMSO) ، يبدأ منحنى التخليق الحيوي للكلوروفيل بانفجار أولي لت?.......

Discussion

الخطوات الحاسمة للبروتوكول واستكشاف الأخطاء وإصلاحها - لا يوجد ضوء والعناية بالقناع
كما هو موضح مباشرة في وصف البروتوكول أعلاه ، فإن تجنب حتى الكميات الضئيلة من الضوء سواء أثناء زراعة شتلات النباتات etiolated أو قبل بدء البروتوكول مباشرة له أهميةحاسمة 11. في إعدادنا ، ن.......

Disclosures

Z.B. و K.P. موظفان في PSI ومارتن ترتيليك هو الرئيس التنفيذي ومالك شركة PSI المنتجة ل iReenCAM. شارك جميع هؤلاء المؤلفين في تطوير الصك كما هو موضح سابقا7.

Acknowledgements

تم دعم هذا العمل من الصندوق الأوروبي للتنمية الإقليمية - مشروع SINGING PLANT (No. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_026/0008446). حصل هذا المشروع على تمويل من خلال مشروع MSCA4Ukraine (ID 1233580) ، الذي يموله الاتحاد الأوروبي. نحن ممتنون للينكا سوشوركوفا على التصميم الرسومي للشكل 1.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
6-benzylaminopurineDuchefa BiochemieB0904.0001
Aluminum foilMerckZ691577
Arabidopsis thaliana Col-0 seedsNASC collectionN1092
Cultivation chamberPSIcustom made
DimethilsulfoxidThermo Fisher Scientific042780.AK
Eppendorf single-channeled, variable (100-1000 μL)MerckEP3123000063
GelriteDuchefa BiochemieG1101
iReenCAM devicePSIcustom made/prototype
Laboratory bottles, with caps (Duran), 100mLMerckZ305170-10EA
Laminar-flow boxUniGreenSchemeITEM-31156
Linerless Rubber Splicing Tape, 19 mm width, black, Scotch3M Science. Applied to Life7000006085
Microcentrifuge tube, 2 mL with lid, PPT, BRANDMerckBR780546-500EA
Micropore tape3M Science. Applied to Life7100225115
Osram lumilux green l18w/66Ovalamp200008833
Petri plates - Greiner dishes, square, 120 x 120 x17mm, ventedMerckZ617679-240EA
Pipet tips, 1000 μL, AxygenMerckAXYT1000B
The Plant Screen Data Analyzer softwarePSIdelivered as a part of the iReenCAM

References

  1. Arsovski, A. A., Galstyan, A., Guseman, J. M., Nemhauser, J. L. Photomorphogenesis. Arabidopsis Book. 10, e0147 (2012).
  2. Reinbothe, S., Reinbothe, C., Apel, K., Lebedev, N. Evolution of chlorophyll biosynthesis--the challenge to survive photooxidation.....

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

203

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved