شكر خاص إلى مرفق نمو النبات وEcoCore منشأة التحليلية في جامعة ولاية كولورادو، والعديد من الطلاب والمعلمين الذين ساعدوا في هذا المشروع. ويتم تمويل هذا العمل من قبل جبهة الخلاص الوطني منحة DEB # 0918482، وزارة الزراعة الأميركية الاحتياجات الوطنية زمالة، وصندوق Cotrufo-Hoppess للبحوث البيئة التربة.

<ol>
	<li>Bird, J. A., Torn, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fine+roots+vs.+Needles:+A+comparison+of+(13)C+and+(15)N+dynamics+in+a+ponderosa+pine+forest+soil.">Fine roots vs. Needles: A comparison of (13)C and (15)N dynamics in a ponderosa pine forest soil.</a> Biogeochemistry. 79, 361-382 (2006).</li><li>Bird, J. A., van Kessel, C., Horwath, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stabilization+of+C-13-carbon+and+immobilization+of+N-15-nitrogen+from+rice+straw+in+humic+fractions.">Stabilization of C-13-carbon and immobilization of N-15-nitrogen from rice straw in humic fractions.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 67, 806-816 (2003).</li><li>Denef, K., Six, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+of+incorporated+residue+and+living+roots+to+aggregate-associated+and+microbial+carbon+in+two+soils+with+different+clay+mineralogy.">Contributions of incorporated residue and living roots to aggregate-associated and microbial carbon in two soils with different clay mineralogy.</a> Eur. J. Soil Sci. 57, 774-786 (2006).</li><li>Rubino, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+input+belowground+is+the+major+C+flux+contributing+to+leaf+litter+mass+loss:+Evidences+from+a+C-13+labelled-leaf+litter+experiment.">Carbon input belowground is the major C flux contributing to leaf litter mass loss: Evidences from a C-13 labelled-leaf litter experiment.</a> Soil Biol. Biochem. 42, 1009-1016 (2010).</li><li>Cotrufo, M. F., Wallenstein, M. D., Boot, C. M., Denef, K., Paul, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Microbial+Efficiency-Matrix+Stabilization+(MEMS)+framework+integrates+plant+litter+decomposition+with+soil+organic+matter+stabilization:+do+labile+plant+inputs+form+stable+soil+organic+matter.">The Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization: do labile plant inputs form stable soil organic matter.</a> Glob. Change Biol. 19, 988-995 (2013).</li><li>Mambelli, S., Bird, J. A., Gleixner, G., Dawson, T. E., Torn, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relative+contribution+of+foliar+and+fine+root+pine+litter+to+the+molecular+composition+of+soil+organic+matter+after+in+situ+degradation.">Relative contribution of foliar and fine root pine litter to the molecular composition of soil organic matter after in situ degradation.</a> Org. Geochem. 42, 1099-1108 (2011).</li><li>Prescott, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Litter+decomposition:+what+controls+it+and+how+can+we+alter+it+to+sequester+more+carbon+in+forest+soils.">Litter decomposition: what controls it and how can we alter it to sequester more carbon in forest soils.</a> Biogeochemistry. 101, 133-149 (2010).</li><li>Denef, K., Roobroeck, D., Wadu, M., Lootens, P., Boeckx, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+community+composition+and+rhizodeposit-carbon+assimilation+in+differently+managed+temperate+grassland+soils.">Microbial community composition and rhizodeposit-carbon assimilation in differently managed temperate grassland soils.</a> Soil Biol. Biochem. 41, 144-153 (2009).</li><li>Bird, J. A., Kleber, M., Torn, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C-13+and+N-15+stabilization+dynamics+in+soil+organic+matter+fractions+during+needle+and+fine+root+decomposition.">C-13 and N-15 stabilization dynamics in soil organic matter fractions during needle and fine root decomposition.</a> Org. Geochem. 39, 465-477 (2008).</li><li>Andresen, L. C., Jonasson, S., Strom, L., Michelsen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uptake+of+pulse+injected+nitrogen+by+soil+microbes+and+mycorrhizal+and+non-mycorrhizal+plants+in+a+species-diverse+subarctic+heath+ecosystem.">Uptake of pulse injected nitrogen by soil microbes and mycorrhizal and non-mycorrhizal plants in a species-diverse subarctic heath ecosystem.</a> Plant Soil. 313, 283-295 (2008).</li><li>Horwath, W. R., Pregitzer, K. S., Paul, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C-14+Allocation+in+tree+soil+systems.">C-14 Allocation in tree soil systems.</a> Tree Physiol. 14, 1163-1176 (1994).</li><li>Denef, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Community+shifts+and+carbon+translocation+within+metabolically-active+rhizosphere+microorganisms+in+grasslands+under+elevated+CO2.">Community shifts and carbon translocation within metabolically-active rhizosphere microorganisms in grasslands under elevated CO2.</a> Biogeosciences. 4, 769-779 (2007).</li><li>Pollierer, M. M., Langel, R., Korner, C., Maraun, M., Scheu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+underestimated+importance+of+belowground+carbon+input+for+forest+soil+animal+food+webs.">The underestimated importance of belowground carbon input for forest soil animal food webs.</a> Ecol. Lett. 10, 729-736 (2007).</li><li>Stewart, D. P. C., Metherell, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+(C-13)+uptake+and+allocation+in+pasture+plants+following+field+pulse-labelling.">Carbon (C-13) uptake and allocation in pasture plants following field pulse-labelling.</a> Plant Soil. 210, 61-73 (1999).</li><li>Santos, F., Torn, M. S., Bird, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+degradation+of+pyrogenic+organic+matter+in+temperate+forest+soils.">Biological degradation of pyrogenic organic matter in temperate forest soils.</a> Soil Biol. Biochem. 51, 115-124 (2012).</li><li>Bromand, S., Whalen, J. K., Janzen, H. H., Schjoerring, J. K., Ellert, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pulse-labelling+method+to+generate+13C-+enriched+plant+materials.">A pulse-labelling method to generate 13C- enriched plant materials.</a> Plant Soil. 235, 253-257 (2001).</li><li>Putz, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+in+situ-labelling+with+15N+and+13C+of+grassland+plant+species+by+foliar+brushing.">A simple method for in situ-labelling with 15N and 13C of grassland plant species by foliar brushing.</a> Methods Ecol. Evol. 2, 326-332 (2011).</li><li>Wichern, F., Mayer, J., Joergensen, R., M&#252;ller, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+wick+method+for+in+situ+&amp;lt;sup&amp;gt;13&amp;lt;/sup&amp;gt;C+and+&amp;lt;sup&amp;gt;15&amp;lt;/sup&amp;gt;N+labelling+of+annual+plants+using+sugar-urea+mixtures.">Evaluation of the wick method for in situ &amp;lt;sup&amp;gt;13&amp;lt;/sup&amp;gt;C and &amp;lt;sup&amp;gt;15&amp;lt;/sup&amp;gt;N labelling of annual plants using sugar-urea mixtures.</a> Plant Soil. 329, 105-115 (2010).</li><li>Fahey, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+of+Carbon+and+Nitrogen+Between+Litter+and+Soil+Organic+Matter+in+a+Northern+Hardwood+Forest.">Transport of Carbon and Nitrogen Between Litter and Soil Organic Matter in a Northern Hardwood Forest.</a> Ecosystems. 14, 326-340 (2011).</li><li>Stewart, C. E., Paustian, K., Conant, R. T., Plante, A. F., Six, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+carbon+saturation:+Evaluation+and+corroboration+by+long-term+incubations.">Soil carbon saturation: Evaluation and corroboration by long-term incubations.</a> Soil Biol. Biochem. 40, 1741-1750 (2008).</li><li>Fry, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Stable Isotope Ecology. , (2006).</li><li>Nippert, J. B., Fay, P. A., Carlisle, J. D., Knapp, A. K., Smith, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecophysiological+responses+of+two+dominant+grasses+to+altered+temperature+and+precipitation+regimes.">Ecophysiological responses of two dominant grasses to altered temperature and precipitation regimes.</a> Acta Oecol. Int. J. Ecol. 35, 400-408 (2009).</li><li>Hoagland, D. R. a. A., I, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Water-Culture Method for Growing Plants without Soil. , (1950).</li><li>Lett, M. S., Knapp, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consequences+of+shrub+expansion+in+mesic+grassland:+Resource+alterations+and+graminoid+responses.">Consequences of shrub expansion in mesic grassland: Resource alterations and graminoid responses.</a> J. Veg. Sci. 14, 487-496 (2003).</li><li>Knapp, A. K., Seastedt, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detritus+Aaccumulation+limits+productivity+of+tallgrass+prairie.">Detritus Aaccumulation limits productivity of tallgrass prairie.</a> Bioscience. 36, 662-668 (1986).</li><li>Ting, K. C., Giacomelli, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solar+photosynthetically+active+radiation+transmission+through+greenhouse+glazings.">Solar photosynthetically active radiation transmission through greenhouse glazings.</a> Energy Agric. 6, 121-132 (1987).</li><li>McDermitt, D. K., Welles, J. M., Eckles, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Temperature,+Pressure+and+Water+Vapor+on+Gas+Phase+Infrared+Absorption+by+CO2.">Effects of Temperature, Pressure and Water Vapor on Gas Phase Infrared Absorption by CO2.</a> , .</li></ol>

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

تم استخدام هذا التصميم لوضع العلامات المستمر غرفة لإنتاج النظائر بشكل موحد وتفاضلي C 13 و 15 وصفت N A. gerardii لحقل اللاحقة والتجارب المعملية. خلال ثلاثة مواسم النمو من العملية، وغرفة وحافظت في درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون 2 تركيزات داخل المعلمات مجموعة (الشكل 2) بنجاح. الاعتماد على نظام التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية خلال ذروة فصل الصيف عندما الإشعاع الشمسي الكبير، قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة في غرفة محكمة الغلق. القضاء على الرطوبة الزائدة الناجمة عن النتح من النباتات التي تنمو يضمن أن تبقى الثغور مفتوحة لامتصاص النبات الضوئي 22 وأن تكثيف الماء لا تمنع اختراق الضوء أو تلف هيكل الغرفة. الحفاظ على المراقبة المستمرة بالقرب من CO 2 التركيز من قبل البرنامج IRGA المستمر13 C وسم النباتات في حين أنها كانت تنمو في الغرفة. ويرجع ذلك إلى النشاط الضوئي عالية من A. gerardii نموا في هذه القاعة، تم حقن ثاني أكسيد الكربون 2 في النظام بشكل متكرر خلال ساعات النهار من ذروة موسم النمو عندما وجه النشاط الضوئي CO 2 تركيزات وصولا الى 360 جزء في المليون، تقريبا كل 15-20 دقيقة. والقياس من التخصيب وفرة الطبيعية 13 C-CO 2 الدبابات يسمح لرقابة 4.4٪ ذرة 13 C الغلاف الجوي خلال موسم النمو لوضع العلامات موحدة الأنسجة النباتية 13 C-CO يمكن أيضا أن يتحقق الإنتاج 2 عن طريق خلط 13 C-الصوديوم بيكربونات أو كربونات C-13 الصوديوم وحمض الهيدروكلوريك، ولكن هذا النوع من النظام هو أكثر تعقيدا ويتطلب المزيد من المتابعة والصيانة، ولذا فإننا نوصي باستخدام 13 C-CO 2 الغاز. أحد الاعتبارات الهامة لرصد CO 2 بغية دراسته واقرارهntrations باستخدام IRGA هو أن تحليل الأشعة تحت الحمراء تفقد ثلثي حساسيتها عند قياس 13 C-CO 2. كان هذا التقليل من حوالي 2.9٪ جزء في المليون لدينا 4.4٪ 13 C-CO 2 الخليط لا مصدر قلق كبير بالنسبة لنا، ولكن يمكن أن تصبح قضية أكثر أهمية عندما وصفها في أعلى مستويات 13 C 27. A. gerardii هو الموسم الحار tallgrass الدائمة البراري الأنواع graminoid. تم تحسين تصميم هذه القاعة لA. إنتاج gerardii (الشكل 1). وقد تم اختيار حجم وارتفاع للغرفة في الاعتبار لتحقيق أقصى قدر من الإنتاجية ارتفاع A. gerardii في هذا المجال، فضلا عن المطلوب إنتاج الكتلة الحيوية النباتية للتجارب المستقبلية. A. ومن المعروف gerardii أن تكون خفيفة محدودة في مجال 24،25. PAR داخل الدفيئة يمكن أن تقلص من قبل 30-47٪ بالمقارنة مع مستويات الخارجي 26. منذ مصنعناوقد نمت ليالي في غرفة زجاج الاكريليك داخل الدفيئة، وكان الحد PAR مصدرا للقلق. عند تشغيله، وزيادة مصابيح الفلورسنت PAR داخل غرفة بنسبة 9.5٪، والتي ربما تكون قد ساعدت على زيادة الإنتاجية في ضوء ذلك الأنواع الحساسة. عند استخدام هذا التصميم غرفة تنمو أنواع أخرى من النباتات احتياجات فسيولوجية معينة مثل الحجم، والإضاءة، ومطالب المواد الغذائية، وحساسية في درجة الحرارة، ورطوبة التربة يجب أن تكون مصممة بعناية للحفاظ على الظروف المثلى المتزايد على النباتات. عند العمل مع مركبات باهظة الثمن المسمى isotopically، مثل 10٪ ذرة 13 C-CO 2 و 98٪ ذرة 15 N-KNO 3، كفاءة الوسم هو من الاعتبارات المهمة. هذا تصميم غرفة يحسن 13 C وضع العلامات بجعل كل الجهود لاغلاق الغرفة وتقليل تسرب الهواء إلى داخل وخارج القاعة. إذا تم فتح هذه القاعة أبدا خلال موسم النمو، ثم لا شيء من تسمية 13 Cإد CO 2 من الغرفة وتسربت إلى الغلاف الجوي. وCO 2 بناء التنفس أثناء الليل لا يبدو أن تلف النباتات التي تنمو وتتخذ بسرعة بعد شروق الشمس (الشكل 2). خلال وضع العلامات التفضيلية، افتتح الغرفة لفترة وجيزة لإزالة الأواني وصفت بشكل مختلف ولكن هذا لا يبدو لتخفيف 4.4٪ ذرة وسم 13 C المستهدفة من النباتات وصفت بشكل مستمر (الجدول 1). تم تحسين 13 C وضع العلامات أيضا تنقية خارج المحاصرين الهواء في الغلاف الجوي الأولي في غرفة على الختم. خلال الاختبارات الأولية على غرفة دون فرك الأولي من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 2، تم قياس النباتات لديها المخفف مستوى 13 C في أول الأوراق المنتجة من الأوراق في وقت لاحق في إنتاجها. يظهر فرك الأولي من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 2 على إغلاق غرفة للقضاء على هذه المشكلة عن طريق السماح لاستمرار وضع العلامات 13 C منالشتلات حتى تاريخ الاستحقاق. الحفاظ على خليط بوتينغ خالية من التربة الرملية، الخس، والطين كما يلغي فرة الطبيعية CO 2 تلوث التربة من التنفس. القضاء على التربة من النظام لا يتطلب الإخصاب والتلقيح الاعتبارات حذرا، والتي قد تكون فريدة من نوعها لأنواع النباتات المختلفة. 15 N وضع العلامات من خلال 7 ذرة٪ 15 حل N Hoegland المستهدفة تنتج المواد النباتية وصفت للغاية عند 6.7 ذرة 15٪ N (الجدول 1). قد يكون سبب تخفيف طفيف من تسمية 15 N مستهدفة من قبل بعض فرة الطبيعية N في مزيج الوضع في القدر أو من التلقيح التربة الأصلية. خلال التخليق الحيوي للمركبات والتمييز الطبيعي من 13 C (أو 15 غ) ويحدث نتيجة لتجزئة الحركية وتوزيع النظائر nonstatistical في المركبات توليفها. وبالتالي، في حالة C، والمنتجات الثانوية (مثل الدهونومركبات الفينول) ونضبت عموما في 13 C بالمقارنة مع المنتجات الأولية (الكربوهيدرات). يظهر هذا التمييز الطبيعية 13 C أن تستمر أيضا عندما تزرع النباتات في المخصب 13 C الغلاف الجوي، كما يمكن أن يرى في اختلاف طفيف في ذرة٪ 13 C من مقتطفات الماء الساخن وبقايا الماء الساخن من النباتات وصفت بشكل موحد (الجدول 1 ). هذا التجزيء الحركية الطبيعية صغيرة جدا بالمقارنة مع التخصيب ولا تساوم على وحدة وصفها. وضع العلامات التفضيلية من الأنسجة النباتية الهيكلية والأيض هو أسلوب الرواية مع احتمال الدراسات المتقدمة في التحلل القمامة، والبيئة الميكروبية وتشكيل المواد العضوية في التربة. الفرق في 13 و 15 C N من مقتطفات الماء الساخن وبقايا الماء الساخن يشير إلى تخفيف كبير من 13 و 15 C N في المرتشحة، وانخفاضمركبات الوزن الجزيئي (مقتطفات الماء الساخن) من المواد النباتية الهيكلية (بقايا الماء الساخن) بعد 7 و 14 و 22 يوما من وضع العلامات التفضيلية (P &lt;0.005). هذا الوسم الفرق من الأنسجة النباتية يمكن استخدامها لتتبع مصير المكونات الهيكلية والأيض بشكل منفصل من خلال نظام بيئي. كان وضع العلامات الفرق 13 C أكثر تطرفا من 15 N وضع العلامات التفاضلية. قد يكون هذا بسبب الطابع الملح ل13 C التخفيف عند إزالة النباتات من الجو وصفت 13 C-CO 2، في حين أن التسمية N 15 لا يزال في مزيج بوتينغ لبعض الوقت وتحدث 15 N التخفيف ببطء أكثر. لمزيد من وضع العلامات الفرق جذرية من 15 N، يمكن للمرء أن ينظر بيغ الأواني بالماء قبل الإخصاب وفرة الطبيعية خلال الأسابيع الأخيرة من النمو خارج الغرفة. تصميم وتشغيل هذا مستمر 13 &lt;/ سوب&gt; C و 15 N نظام وضع العلامات على الزي المدرسي أو الفرق، التمثيل الغذائي والهيكلية، ووضع العلامات الأنسجة النباتية يوفر طريقة جديدة لإنتاج المواد النباتية المسمى isotopically للأبحاث المتقدمة. وقد تم اختيار التصميم والتفاصيل التشغيلية لهذه القاعة ل4.4٪ ذرة 13 C و 7٪ ذرة 15 N وسم A. gerardii، ولكن يمكن أن تكون مصممة لأنواع نباتية أخرى ومستويات وضع العلامات النظائر. ظروف النمو وصفها هنا يجب أن تكون مصممة لتتناسب مع حجم المطالب، ودرجة الحرارة والرطوبة والضوء والماء والمواد الغذائية من الأنواع النباتية خاصة من الفائدة. ويمكن أيضا وضع العلامات مع 18 O 2 H أو أن يتحقق عن طريق وصفها المياه المستخدمة في نظام الري. النظام المذكور هنا يتناول العديد من التحديات موحدة والتفاضلية 13 C وسم المواد النباتية. هذا تصميم غرفة أساسية يمكن استخدامها من قبل مجموعات بحثية أخرى لإنتاج المواد النباتية المسمى غاية لأدفanced الدراسات في البيوجيوكيميائية النظام الإيكولوجي.

فهم ديناميات عمليات التربة النباتية والغلاف الجوي هو أمر حاسم لالتنبؤ بدقة كيف أن الكربون العالمية (C) والنيتروجين (N) دورات وظيفة في ظل الظروف البيئية الحالية والمستقبلية. النظائر المستقرة هي أدوات قوية في الدراسات الكمية من النبات والتربة والغلاف الجوي C و N ركوب الدراجات. تتبع النظائر مستقرة نادرة من المواد النباتية من خلال النظام البيئي يوفر معلومات حساسة في دراسات الدراجات البيولوجية الكيميائية، من CO 2 تدفقات وتشكيل المواد العضوية في التربة إلى العلامات البيولوجية على نطاق صغير مستقر النظائر التحقيق مثل 4،8،9. الجمع بين 13 C وضع العلامات مع 15 N وضع العلامات، أو نظائر مستقرة أخرى مثل H 2 18 O أو في الأنسجة النباتية يوفر كشف عالية، ارجاعها، الركيزة بعد المعقدة للاستخدام في الدراسات المترابطة من النبات والكيمياء الحيوية التربة. القدرة موحد أو تفاضلي لتسمية الهيكلي والتمثيل الغذائي الإعلان المواد النباتيةس قدرة أخرى للتصدي لأسئلة معقدة حول C و N ركوب الدراجات من خلال النظم الإيكولوجية. الفائدة من استخدام النظائر المسمى المواد النباتية في الدراسات الكمية من C و N المحاسبة، ومع ذلك، يعتمد على القدرة على إنتاج 13 C و 15 N المواد المسمى إما أن يكون موحدا أو تفاضلي المسمى. وقد استخدمت النظائر وضع العلامات في الدراسات التي تتناول النباتات C و N 10 الاستيعاب، وتخصيص 11 وrhizodeposition 12. يوفر موحد C 13 و 15 N المسمى المواد النباتية ركيزة المسمى معقدة للدراسات من القمامة التحلل 1،4 والتربة تشكيل المواد العضوية 2،6 والتربة CO 2 انبعاثات 4، دراسات التربة الشبكة الغذائية 13، ودراسات التربة C مرة الإقامة 2،14. الدراسات باستخدام الفحم النباتي 13 C المسمى من المواد النباتية وصفت هي بداية أيضا لتكشف عن معلومات جديدة عن التغاضي سابقاحمامات شار التربة 15. بينما 15 N، H 2، ووضع العلامات 18 O هي سهلة نسبيا لتحقيقها من خلال معالجة المياه والأسمدة، وجود التحدي في انتاج المواد النباتية بشكل موحد 13 C المسمى خلال 13 C-CO 2 التثبيت. وضع العلامات النظائر المستمر من الشتلات إلى النضج في غرفة مغلقة تنتج النظائر وضع العلامات موحدة في جميع أنحاء المصنع. طرق أخرى مثل وضع العلامات المتكررة النبض 16 وتطبيق ورقي أو فتل 17،18 لا تنتج بشكل موحد النظائر المسمى المواد النباتية، ولا وضع العلامات واضحة التفاضلية للمركبات C-محددة (مثل التمثيل الغذائي مقابل الهيكلية) 19. أحد الاعتبارات الهامة في وضع العلامات النظائر ووصفها الكفاءة، وذلك بسبب ارتفاع تكلفة النظائر النادرة المركبات المخصب المستخدم في وضع العلامات. على الرغم من استمرار وضع العلامات 13 C قد استخدمت في الماضي 2-4،20، وليس هناك على حد علمناوصف تقني مفصل نشرت من غرفة المستمر مع وضع العلامات دليلا على كفاءة عالية ووضع العلامات ومراقبة دقيقة من المبلغ وتوحيد وضع العلامات النظائر. في طليعة من التحلل القمامة والتربة البحوث تشكيل المواد العضوية غير مفهوم أن المواد النباتية التمثيل الغذائي (أي قابلة للرشح، وانخفاض الوزن الجزيئي المركبات عطوب) والمواد النباتية الهيكلية (أي. اللجنين، السليلوز، هيميسيلولوز) يتم معالجتها بشكل مختلف من حيث الميكروبية استخدام الكفاءة، وتشكيل المواد العضوية في التربة، وعلى المدى الطويل C التربة تخزين 5-7. المواد النباتية التي يتم المسمى تفاضلي في المكونات الهيكلية والتمثيل الغذائي لها، وبالتالي، هو أداة مفيدة في تعزيز تحلل القمامة والتربة البحوث تشكيل المواد العضوية. وضع العلامات التفضيلية مع النظائر مزدوج يسمح لتعقب العناصر الهيكلية والأيض بشكل منفصل من خلال النظام البيئي باستخدام تجمع متعدد النظائر التقنيهه 21. وضع العلامات النظائر المستمر مع 13 C والنظائر الأخرى في غرفة مغلقة يتطلب عناية فائقة لزرع الظروف الفسيولوجية لزيادة الإنتاجية النباتية والنظائر كفاءة وضع العلامات. يجب أن يكون للرقابة المسامير درجة الحرارة خلال النهار لمنع الضرر النبات عند زراعة في غرفة محكمة الإغلاق. ويلزم مجموعة الأمثل للالرطوبة ودرجة الحرارة للحفاظ على فتح الثغور النباتية وامتصاص ثاني أكسيد الكربون 2 22. مستويات عالية من الرطوبة السبب تعفير من جدران الغرفة، مما يقلل توافر الضوء، وربما تلف هيكل الغرفة. دراسة متأنية لوضع العلامات النظائر الكفاءة من خلال القضاء على النظائر الطبيعية وفرة من الغرفة (على سبيل المثال قادمة من الوضع في القدر مع المواد العضوية في التربة) ومنع التعرض للهواء الخارجي من المهم عند العمل مع النظائر الثقيلة المركبات المسمى مكلفة. هنا، فإننا نقدم وسيلة لبناء وتشغيل والمستمر المزدوج 13 و 15 C N النظائر غرفة التوسيم لإنتاج المواد النباتية التي وصفت إما موحد أو لديه المكونات الهيكلية والتمثيل الغذائي لها وصفت في مستويات متميزة. يتم التحكم 13 C وضع العلامات على مستوى الدائرة، في حين الإخصاب و15 N وضع العلامات هو التحكم في مستوى وعاء على حدة. وتظهر نتائج ممثل للتدليل على قدرة هذا الأسلوب للسيطرة على درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون 2 تركيز طوال موسم النمو. النتائج من النمو Andropogon gerardii، كاو أيضا إثبات قدرة هذه الطريقة على إنتاج المواد النباتية وصفت بشكل موحد أو تفاضلي. تصميم غرفة وتشغيل نظام معين وصفها يمكن تعديلها لتنمو الأنواع النباتية المختلفة، وكذلك لاستيعاب 2 H 18 O أو وضع العلامات.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="583">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">40 in Remote Tower Fan</td>
			<td style="width:81px;">Living Accents</td>
			<td style="width:119px;">FS10-S3R-A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">42 in Electric Tower Fan with remote control</td>
			<td style="width:81px;">LASKO</td>
			<td style="width:119px;">2559</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mr. Slim Split-type air conditioner</td>
			<td style="width:81px;">Mitsubishi Electric</td>
			<td style="width:119px;">R410A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Electronic 24 hr time switches</td>
			<td style="width:81px;">Intermatic</td>
			<td style="width:119px;">ET100C</td>
			<td>Operates Fluorescent Light System</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">iSeries Humidity and Temp Controller</td>
			<td style="width:81px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">CHiTH-i8DV33-5-El</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Solid State Relay</td>
			<td style="width:81px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">SSRL240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CKR Series Solid State Relay</td>
			<td style="width:81px;">Crydon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Solenoid Coils</td>
			<td style="width:81px;">Dayton</td>
			<td style="width:119px;">6X543</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">GasHound CO2 Analyzer</td>
			<td style="width:81px;">LI-COR</td>
			<td style="width:119px;">LI-800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dehumidifier</td>
			<td style="width:81px;">Dayton</td>
			<td style="width:119px;">1DGX4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Specialty gas regulator</td>
			<td style="width:81px;">Airgas</td>
			<td style="width:119px;">CGA 580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">T5 Hight Output Commercial Fluorescent Light System</td>
			<td style="width:81px;">Hydro Farm</td>
			<td style="width:119px;">FLT48</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Air pump</td>
			<td style="width:81px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">420-1901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Masterflex Cartridge Pump HeadSystem</td>
			<td style="width:81px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:119px;">7553-70</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1900 Series Network Switch</td>
			<td style="width:81px;">Catalyst</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Profile Porus Ceramic Top Dressing</td>
			<td style="width:81px;">Greens Grade</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Industrial Quartz 40 mesh</td>
			<td style="width:81px;">Unimin</td>
			<td style="width:119px;">4095</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mycorrhizae Professional Growing Medium</td>
			<td style="width:81px;">ProMix</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Vermiculite and Perlite</td>
			<td style="width:81px;">Thermo-Ran</td>
			<td style="width:119px;">C633</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Potassium Nitrate- 15N 98 atom %</td>
			<td style="width:81px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">335134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Carbon-13C Dioxide 10 atom %</td>
			<td style="width:81px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">600180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Medical grade CO2</td>
			<td style="width:81px;">Airgas</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Regulator</td>
			<td style="width:81px;">Airgas</td>
			<td style="width:119px;">&#160;CGA 350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4 in box fans</td>
			<td style="width:81px;">Grainger</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Masterflex PharMed BPT Tubing</td>
			<td style="width:81px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:119px;">HV-06508-24</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and operation of a continuous 13c and 15n labeling chamber for uniform or differential, metabolic and structural, plant isotope labeling

تتبع النظائر مستقرة نادرة من المواد النباتية من خلال النظام البيئي يوفر المعلومات الأكثر حساسية عن عمليات النظام الإيكولوجي؛ من CO 2 تدفقات وتشكيل المواد العضوية في التربة لنطاق صغير مستقر النظائر العلامات البيولوجية التحقيق. اقتران نظائر مستقرة متعددة مثل 13 مئوية مع 15 N، 18 O 2 H أو لديه القدرة على الكشف عن المزيد من المعلومات حول العلاقات متكافئة المعقدة خلال التحولات البيولوجية الكيميائية. وقد استخدمت النظائر المسمى المواد النباتية في دراسات مختلفة من التحلل القمامة وتشكيل المواد العضوية في التربة 1-4. من هذه الدراسات وغيرها، ومع ذلك، فقد أصبح من الواضح أن المكونات الهيكلية من المواد النباتية تتصرف بشكل مختلف عن مكونات التمثيل الغذائي (أي. مركبات الوزن الجزيئي المنخفض المرتشحة) من حيث استخدام الميكروبية وعلى المدى الطويل تخزين الكربون 5-7. القدرة على دراسة المكونات الهيكلية والأيضيوفر بشكل منفصل أداة قوية جديدة للنهوض طليعة الدراسات البيولوجية الكيميائية النظام الإيكولوجي. نحن هنا تصف طريقة لإنتاج 13 C و 15 N المسمى المواد النباتية التي وصفت إما بشكل موحد في جميع أنحاء المصنع أو تفاضلي المسمى في مكونات النبات الهيكلي والتمثيل الغذائي. هنا، فإننا نقدم بناء وتشغيل المستمر 13 C و 15 N وضع العلامات الغرفة التي يمكن تعديلها لتلبية الاحتياجات البحثية المختلفة. ويتم إنتاج المواد النباتية وصفت بشكل موحد من قبل الوسم مستمر من الشتلات لحصاد فيما حقق التوسيم الفرق عن طريق إزالة النباتات التي تنمو من غرفة أسابيع قبل الحصاد. نتائج ممثلة من النمو Andropogon gerardii كاو إثبات قدرة النظام على كفاءة تسمية المواد النباتية على المستويات المستهدفة. من خلال هذا الأسلوب لدينا انتاج المواد النباتية مع 4.4٪ ذرة 13 C و 6.7٪ ذرة 15 &lt;/ sup&gt; في تسمية النبات N موحدة، أو المواد التي يتم المسمى تفاضلي بنسبة تصل إلى 1.29٪ ذرة 13 C و 0.56٪ ذرة 15 N في التمثيل الغذائي والمكونات الهيكلية (المكونات المتبقية الماء الساخن الماء الساخن واستخراجها، على التوالي). التحديات تكمن في الحفاظ على درجة حرارة مناسبة، الرطوبة، CO 2 والتركيز، ومستويات الضوء في محكم 13 C-CO 2 الغلاف الجوي للإنتاج النباتي ناجحة. هذا الوصف غرفة يمثل أداة بحث مفيد بشكل فعال لإنتاج موحد أو تفاضلي متعدد النظائر المسمى المواد النباتية لاستخدامها في التجارب البيولوجية الكيميائية على النظام البيئي وركوب الدراجات.

غرفة وضع العلامات لدينا هو 1.2 متر x 2.4 متر x 3.6 متر في الحجم ويحمل 40،15 L الأواني (الشكل 1). الحفاظ على نظام مراقبة محوسب IRGA CO 2 تركيزات بين قيمنا مجموعة من 360 و 400 جزء في المليون خلال الفترة النشطة التمثيل الضوئي اليوم (الشكل 2A). أثار انخفاض ميزة التنبيه CO 2 على IRGA الملف اللولبي الصمامات للسماح CO 2 من 13 C المخصب والدبابات وفرة الطبيعية في غرفة عندما انخفض تركيز أقل من الحد الأدنى لعتبة (360 جزء في المليون على سبيل المثال). توقف ميزة الفرقة القتلى تدفق عندما وصلت إلى نقطة التركيز مجموعة العلوي (400 جزء في المليون على سبيل المثال). درجة حرارة الأجهزة الخادمة iSeries ونظام مراقبة الرطوبة متصلا مكيف الهواء، ومزيل الرطوبة الظروف المناخية التي عقدت ضمن مجموعة المعلمات في جميع أنحاء موسم النمو (الشكل 2B). استخدمنا طن واحد (3.5 كيلوواط) وحدة تكييف الهواء لكهEP غرفة باردة. يسمح نظام المراقبة عن بعد تسجيل البيانات ليتم عرضه في أي وقت عن طريق متصفح ويب قياسي. وأخذت عينات من CO 2 تركيزات ودرجة الحرارة والرطوبة القيم بنسبة تطبيق ويب لعرض الرسوم البيانية على مدى ساعة الماضية 24-240، في 24 ساعة الزيادات. هذا خلق بصرية سريعة للتأكد من أن التقلبات اليومية كانت في حدود المتوقع. وأظهر عرض واجهة الويب أيضا وضع المجلس الحالي، وكذلك التنبيهات التي قدمت إلى المشاكل المحتملة مثل عدم تلقي البيانات الأخيرة. في أي وقت ويمكن أيضا أن يتم تحميل بيانات كاملة من واجهة الويب. قمنا بقياس التمثيل الضوئي الإشعاع النشط (PAR) في الداخل والخارج من الغرفة في أربع نقاط مع وبدون الأضواء في منتصف الصيف ومنتصف النهار باستخدام جهاز استشعار الكم فوري. كان PAR في مجلس النواب 31.5٪ من الخارج عندما الاضواء غرفة ثيحرث خارج وانخفاض 22٪ من الخارج عندما كانت الأضواء على. وبالتالي، تساعد أضواء الغرفة إلى زيادة كبيرة في اختراق PAR داخل غرفة بنسبة 9.5٪ (P &lt;0.05). كان لدينا نظام وضع العلامات المستمر قادرة على انتاج 2759 غرام من A. الكتلة الحيوية gerardii، كان 37٪ من الكتلة الحيوية فوق الأرض والتي كانت 63٪ من الكتلة الحيوية التي belowground. حققنا 4.4٪ ذرة 13 C التسمية لدينا مصنع كامل في المواد النباتية موحدة عن طريق تعيين الملف اللولبي الصمامات على اثنين من CO 2 الدبابات وفقا لذلك (الشكل 1، الجدول 1). حققنا 6.7 ذرة 15٪ N التسمية مصنع كامل في منطقتنا المواد النباتية موحدة عن طريق خلط 98 ذرة 15٪ N-KNO 3 مع 0.37 ذرة 15٪ N-KNO 3 في KNO 3 subsolution من حل لهوغلاند تعديل البالغ عددهم 23 (الجدول 1) . نحن سقى A. gerardii الأسبوعية مع 750 مل السائل الإجمالي (المياه بالإضافة إلى حل هوغلاند في) في جميع أنحاء البحر نمواالابن. نحن المخصبة مع 200-500 مل من 15 N المسمى حل هوغلاند لفي الأسبوع اعتمادا على إنتاجية النبات. نحن تستخدم طريقة استخراج الماء الساخن لتحديد ما إذا كانت هناك اختلافات بين النظائر موحدة والمواد النباتية المسمى تفاضلي. للنباتات وصفت تفاضلي، بناء على الحصاد أزلنا أي الأوراق التي كانت ميتة تماما، والتعامل مع هذه بشكل منفصل كما كانت من المحتمل أن لا صفت بشكل مختلف. عند النظر في 13 C المحتوى، وكانت كل الأيام الأربعة التأسيس تختلف كثيرا عن بعضها البعض لمصنع كامل واستخراج الماء الساخن، ولكن لهذا اليوم بقايا الماء الساخن 14 و 22 كانت لا تختلف كثيرا عن بعضها البعض (الجدول 1). عند المقارنة بين الكسور الأنسجة النباتية ضمن كل يوم، كان استخراج الماء الساخن وبقايا مختلفة كثيرا عن بعضها البعض من أجل كل أربعة أيام وبعد يوم 22 مصنع كامل، واستخراج، وبقايا كانت جميع significantly مختلفة عن بعضها البعض (الجدول 1). ل15 N إدماجها في مكونات النباتات، كانت هناك اختلافات بين أيام التأسيس والأنسجة النباتية الكسور. لاستخراج الماء الساخن كل أربعة من أيام التأسيس كانت مختلفة كثيرا عن بعضها البعض لمدة 15 N، وللمصنع كامل والماء الساخن بقايا كانت الأيام أقصر التأسيس مختلفة كثيرا عن أيام أطول التأسيس (الجدول 1). كانت الكسور الأنسجة النباتية في النباتات موحدة لا تختلف كثيرا عن بعضها البعض في 15 N، ولكن كان استخراج الماء الساخن وبقايا مختلفة كثيرا عن بعضها البعض في 15 N لالقمامة المسمى تفاضلي. تم الإبلاغ عن جميع القيم النظائر باستخدام تدوين النسبة المئوية ذرة (ذرة٪) (المعادلة 1)، وهو منهج أكثر دقة من٪ للاستخدام في مستويات عالية من الثقيلةتخصيب النظائر 21. على سبيل المثال: <img alt="" height="54" src="/files/ftp_upload/51117/51117eq2.jpg" width="202" /> (1) لهذه الدراسة، ركضنا التحليلات الإحصائية باستخدام الإصدار 9.2 SAS. اختبرنا الاختلافات بين غرفة ضوء المستويات الداخلية والخارجية باستخدام إقران اختبار t. اختبرنا الاختلافات بين C 13 و 15 N وسم مقتطفات الماء الساخن وبقايا الماء الساخن باستخدام تحليل التباين الأحادي (ANOVA) في PROC ANOVA. كنا مجموعة متعددة اختبار دنكان لتحليل مقارنات متعددة. تم قبول أهمية في المستوى P 0.05. استخدمنا اختبار يلكوكسون رتبة المبلغ لاختبار أن البيانات التقى افتراضات التحليل. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51117/51117fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51117/51117fig1.jpg" /> الشكل 1. Schematجيم مخطط من 40 وعاء سعة المستمر متعدد النظائر وضع العلامات غرفة من رأي العين الطير. الخطوط المنقطة تمثل الأسلاك الكهربائية، بينما تمثل خطوط الصلبة الغاز أو أنابيب المياه. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51117/51117fig1highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> <img alt="الرقم 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51117/51117fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51117/51117fig2.jpg" /> . الشكل 2 أ) متوسط ​​CO تركيز 2 (جزء في المليون) (+ / - SE) على مدى فترة أربع وعشرين ساعة لموسم كامل النمو B) متوسط ​​درجة الحرارة (درجة مئوية)، والدوائر المفتوحة، والرطوبة (٪)، أغلقت الدوائر (+ / - SE) على مدى فترة أربع وعشرين ساعة لموسم كامل النمو <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51117/51117fig2highres.jpg" target="_blank">انقر هنا لعرض أكبر ايم</a>العمر. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="559" style=";text-align:right;direction:rtl"><colgroup><col /><col /><col /><col /><col span="2" /></colgroup><tbody><tr height="17"><td height="17" style="height:17px;width:77px;"></td><td style="width:85px;"></td><td style="width:92px;"> موحدة (0) </td><td style="width:97px;"> التفاضلية (7) </td><td style="width:104px;"> الفرق (14) </td><td style="width:104px;"> الفرق (22) </td></tr><tr height="19"><td height="38" rowspan="2" style="height:38px;width:77px;"> القمامة كله </td><td> 13 C اتوم٪ </td><td> 4.46 ± 0.02 االعاب </td><td> 3.93 ± 0.05 با </td><td> 3.64 ± 0.03 كا </td><td> 3.35 ± 0.06 ديسيبل </td></tr><tr height="19"><td height="19" style="height:19px;"> 15 N اتوم٪ </td><td> 6.69 ± 0.07 أأ </td><td> 6.72 ± 0.01 أأ </td><td> 6.33 ± 0.06 با </td><td> 6.41 ± 0.07 با </td></tr><tr height="19"><td height="38" rowsعموم = &quot;2&quot; على غرار = &quot;الارتفاع: 38px؛ العرض: 77px؛&quot;&gt; استخراج الماء الساخن </td><td> 13 C اتوم٪ </td><td> 4.59 ± 0.04 أأ </td><td> 3.35 ± 0.06 ب ب </td><td> 2.79 ± 0.06 البنك التجاري </td><td> 2.37 ± 0.03 العاصمة </td></tr><tr height="19"><td height="19" style="height:19px;"> 15 N اتوم٪ </td><td> 6.69 ± 0.03 أأ </td><td> 6.43 ± 0.01 ب ب </td><td> 5.89 ± 0.07 ديسيبل </td><td> 6.16 ± 0.05 البنك التجاري </td></tr><tr height="19"><td height="38" rowspan="2" style="height:38px;width:77px;"> بقايا الماء الساخن </td><td> 13 C اتوم٪ </td><td> 4.37 ± 0.06 أب </td><td> 4.1 ± 0.03 با </td><td> 3.79 ± 0.10 كا </td><td> 3.66 ± 0.05 كا </td></tr><tr height="19"><td height="19" style="height:19px;"> 15 N اتوم٪ </td><td> 6.57 ± 0.04 با </td><td> 6.71 ± 0.02 أأ </td><td> 6.45 ± 0.02 كا </td><td> 6.44 ± 0.03 كا </td></tr></tbody></table> الجدول 1. <strong&gt; تكوين النظائر والكيمياء القمامة لموحدة والقمامة المسمى تفاضلي. أيام الوسم الفرق خارج الغرفة هي بين قوسين. مقارنات بين أيام التأسيس في حروف (عبر الصفوف) وبين الكسور القمامة في أقل الأحرف (أسفل الأعمدة) لكل متغير.

Watch this Scientific Journal Video about Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling at JoVE.com

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

ويوضح هذا الأسلوب كيفية بناء وتشغيل المستمر 13 و 15 C N النظائر وضع العلامات الغرفة لوضع العلامات موحدة أو الأنسجة النباتية التفاضلية. وتناقش نتائج ممثلة من التمثيل الغذائي ووضع العلامات الهيكلية للgerardii Andropogon.

تصميم وتشغيل المستمر<sup&gt; 13</sup&gt; C و<sup&gt; 15</sup&gt; N غرفة صفها الموحدة لأو التفاضلية، الأيض والإنشائية، مصنع النظائر وصفها

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes ...

design-operation-continuous-13c-15n-labeling-chamber-for-uniform-or

Research

JoVE Journal

Environment

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

21.6K Views.  Colorado State University.  ويوضح هذا الأسلوب كيفية بناء وتشغيل المستمر 13 و 15 C N النظائر وضع العلامات الغرفة لوضع العلامات موحدة أو الأنسجة النباتية التفاضلية. وتناقش نتائج ممثلة من التمثيل الغذائي ووضع العلامات الهيكلية للgerardii Andropogon. 

Video: Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

Maize is a major cereal crop worldwide. However, susceptibility to biotrophic pathogens is the primary constraint to increasing productivity. U. maydis is a biotrophic fungal pathogen and the causal agent of corn smut on maize. This disease is responsible for significant yield losses of approximately $1.0 billion annually in the U.S.1 Several methods including crop rotation, fungicide application and seed treatments are currently used to control corn smut2. However, host resistance is the only practical method for managing corn smut. Identification of crop plants including maize, wheat, and rice that are resistant to various biotrophic pathogens has significantly decreased yield losses annually3-5. Therefore, the use of a pathogen inoculation method that efficiently and reproducibly delivers the pathogen in between the plant leaves, would facilitate the rapid identification of maize lines that are resistant to U. maydis. As, a first step toward indentifying maize lines that are resistant to U. maydis, a needle injection inoculation method and a resistance reaction screening method was utilized to inoculate maize, teosinte, and maize x teosinte introgression lines with a U. maydis strain and to select resistant plants.
Maize, teosinte and maize x teosinte introgression lines, consisting of about 700 plants, were planted, inoculated with a strain of U. maydis, and screened for resistance. The inoculation and screening methods successfully identified three teosinte lines resistant to U. maydis. Here a detailed needle injection inoculation and resistance reaction screening protocol for maize, teosinte, and maize x teosinte introgression lines is presented. This study demonstrates that needle injection inoculation is an invaluable tool in agriculture that can efficiently deliver U. maydis in between the plant leaves and has provided plant lines that are resistant to U. maydis that can now be combined and tested in breeding programs for improved disease resistance.

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

The use of a needle injection method to inoculate maize and teosinte plants with the biotrophic pathogen Ustilago maydis is described. The needle injection inoculation method facilitates the controlled delivery of the fungal pathogen in between the plant leaves where the pathogen enters the plant through the formation of appresoria. This method is highly efficient, enabling reproducible inoculations with U. maydis.

طريقة سريعة وفعالة لتقييم الإمراض في أوستيلاغو مايديس على خطوط الذرة والتيوسينت

Maize is a major cereal crop worldwide. However, susceptibility to biotrophic pathogens is the primary constraint to increasing productivity. U. maydis is ...

Transcript and Metabolite Profiling for the Evaluation of Tobacco Tree and Poplar as Feedstock for the Bio-based Industry

The global demand for food, feed, energy, and water poses extraordinary challenges for future generations. It is evident that robust platforms for the exploration of renewable resources are necessary to overcome these challenges. Within the multinational framework MultiBioPro we are developing biorefinery pipelines to maximize the use of plant biomass. More specifically, we use poplar and tobacco tree (Nicotiana glauca) as target crop species for improving saccharification, isoprenoid, long chain hydrocarbon contents, fiber quality, and suberin and lignin contents. The methods used to obtain these outputs include GC-MS, LC-MS and RNA sequencing platforms. The metabolite pipelines are well established tools to generate these types of data, but also have the limitations in that only well characterized metabolites can be used. The deep sequencing will allow us to include all transcripts present during the developmental stages of the tobacco tree leaf, but has to be mapped back to the sequence of Nicotiana tabacum. With these set-ups, we aim at a basic understanding for underlying processes and at establishing an industrial framework to exploit the outcomes. In a more long term perspective, we believe that data generated here will provide means for a sustainable biorefinery process using poplar and tobacco tree as raw material. To date the basal level of metabolites in the samples have been analyzed and the protocols utilized are provided in this article.

Plant biomass offers a renewable resource for multiple products, including fuel, feed, food, and a variety of materials. In this paper we investigate the properties of tobacco tree (Nicotiana glauca) and poplar as suitable sources for a biorefinery pipeline.

نص والمستقلب التنميط لتقييم شجرة التبغ والحور كمادة وسيطة لصناعة القائمة على الحيوية

The global demand for food, feed, energy, and water poses extraordinary challenges for future generations. It is evident that robust platforms for the ...

Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use due to increased demand for landscape irrigation. Improper irrigation practices and large rainfall events can result in runoff from urban landscapes which has potential to carry nutrients and sediments into local streams and lakes where they may contribute to eutrophication. A 1,000 m2 facility was constructed which consists of 24 individual 33.6 m2 field plots, each equipped for measuring total runoff volumes with time and collection of runoff subsamples at selected intervals for quantification of chemical constituents in the runoff water from simulated urban landscapes. Runoff volumes from the first and second trials had coefficient of variability (CV) values of 38.2 and 28.7%, respectively. CV values for runoff pH, EC, and Na concentration for both trials were all under 10%. Concentrations of DOC, TDN, DON, PO4-P, K+, Mg2+, and Ca2+ had CV values less than 50% in both trials. Overall, the results of testing performed after sod installation at the facility indicated good uniformity between plots for runoff volumes and chemical constituents. The large plot size is sufficient to include much of the natural variability and therefore provides better simulation of urban landscape ecosystems.

This paper describes the design, construction, and function of a 1,000 m2 facility containing 24 individual 33.6 m2 field plots equipped for measuring total runoff volumes with time and collection of runoff subsamples at selected intervals for quantification of chemical constituents in the runoff water from simulated home lawns.

تصميم وبناء منشأة أبحاث الجريان السطحي في المناطق الحضرية

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use ...

Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

Calcium looping (CaL) is a post-combustion CO2 capture technology that is suitable for retrofitting existing power plants. The CaL process uses limestone as a cheap and readily available CO2 sorbent. While the technology has been widely studied, there are a few available options that could be applied to make it more economically viable. One of these is to increase the oxygen concentration in the calciner to reduce or eliminate the amount of recycled gas (CO2, H2O and impurities); therefore, decreasing or removing the energy necessary to heat the recycled gas stream. Moreover, there is a resulting increase in the energy input due to the change in the combustion intensity; this energy is used to enable the endothermic calcination reaction to occur in the absence of recycled flue gases. This paper presents the operation and first results of a CaL pilot plant with 100% oxygen combustion of natural gas in the calciner. The gas coming into the carbonator was a simulated flue gas from a coal-fired power plant or cement industry. Several limestone particle size distributions are also tested to further explore the effect of this parameter on the overall performance of this operating mode. The configuration of the reactor system, the operating procedures, and the results are described in detail in this paper. The reactor showed good hydrodynamic stability and stable CO2 capture, with capture efficiencies of up to 70% with a gas mixture simulating the flue gas of a coal-fired power plant.

Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

This manuscript describes a procedure for operating a calcium looping pilot-plant for post-combustion carbon capture with high oxygen concentrations in the calciner in order to reduce or eliminate the flue gas recycle.

تشغيل 25 كيلوواطth الكالسيوم حلقات الطيار-مصنع مع تركيزات الأكسجين المرتفعة في كالسينير

Calcium looping (CaL) is a post-combustion CO2 capture technology that is suitable for retrofitting existing power plants. The CaL process uses limestone ...

Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. However, they are vulnerable parts of the landscapes that are often poorly understood and understudied. Land use and management practices, as well as climate change are thought to be a contribution to the global amphibian decline. However, more research is needed to understand the extent of these impacts. Here, we present methodology for characterizing a vernal pond's morphology and detail a monitoring station that can be used to collect water quantity and quality data over the duration of a vernal pond's hydroperiod. We provide methodology for how to conduct field surveys to characterize the morphology and develop stage-storage curves for a vernal pond. Additionally, we provide methodology for monitoring the water level, temperature, pH, oxidation-reduction potential, dissolved oxygen, and electrical conductivity of water in a vernal pond, as well as monitoring rainfall data. This information can be used to better quantify the ecosystem services that vernal ponds provide and the impacts of anthropogenic activities on their ability to provide these services.

Understanding the ecosystem services and processes provided by vernal ponds and the impacts of anthropogenic activities on their ability to provide these services requires intensive hydrologic monitoring. This sampling protocol using in-situ monitoring equipment was developed to understand the impact of anthropogenic activities on water levels and quality.

المستمر الهيدرولوجية والمياه مراقبة جودة الأحواض ربيعي

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current measures to combat such pathogens have proved too conservative and, thus, not sufficiently effective, and they can potentially pose environmental risks. Therefore, it is extremely necessary to identify host-resistance factors to assist in controlling plant diseases naturally through the identification of resistant germplasm, the isolation and characterization of resistance genes, and the molecular breeding of resistant cultivars. In this regard, there is need to establish an accurate, rapid, and large-scale inoculation method to breed and develop plant resistance genes. The rice blast fungal pathogen Magnaporthe grisea causes severe disease symptoms and yield losses. Recently, M. grisea has emerged as a model organism for studying the mechanisms of plant-fungal pathogen interactions. Hence, we report the development of a plant virulence test method that is specific for M. grisea. This method provides for both spray inoculation with a conidial suspension and wounding inoculation with mycelium cubes or droplets of conidial suspension. The key step of the wounding inoculation method for detached rice leaves is to make wounds on plant leaves, which avoids any interference caused by host penetration resistance. This spray/wounding protocol contributes to the rapid, accurate, and large-scale screening of the pathotypes of M. grisea isolates. This integrated and systematic plant infection method will serve as an excellent starting point for gaining a broad perspective of issues in plant pathology.

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Here, we present a protocol to test plant virulence with the plant pathogen Magnaporthe grisea. This report will contribute to the large-scale screening of the pathotypes of fungi isolates and serve as an excellent starting point for understanding the resistant mechanisms of plants during molecular breeding.

اختبار الإصابة بالنبات: الرش والجرح بوساطة التلقيح بمسببات الأمراض النباتية رمادية ماجنابورثي

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of nitrogen-containing plant defensive compounds, and variation in species-specific correlations between nitrogen and plant protein content all limit the accuracy of these inferences. Additionally, research focused on plant and/or herbivore physiology require a level of accuracy that is not achieved using generalized correlations. The methods presented here offer researchers a clear and rapid protocol for directly measuring plant soluble proteins and digestible carbohydrates, the two plant macronutrients most closely tied to animal physiological performance. The protocols combine well characterized colorimetric assays with optimized plant-specific digestion steps to provide precise and reproducible results. Our analyses of different sweet corn tissues show that these assays have the sensitivity to detect variation in plant soluble protein and digestible carbohydrate content across multiple spatial scales. These include between-plant differences across growing regions and plant species or varieties, as well as within-plant differences in tissue type and even positional differences within the same tissue. Combining soluble protein and digestible carbohydrate content with elemental data also has the potential to provide new opportunities in plant biology to connect plant mineral nutrition with plant physiological processes. These analyses also help generate the soluble protein and digestible carbohydrate data needed to study nutritional ecology, plant-herbivore interactions and food-web dynamics, which will in turn enhance physiology and ecological research.

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar

The protocols described herein provide a clear and approachable methodology for measuring soluble protein and digestible (non-structural) carbohydrate content in plant tissues. The ability to quantify these two plant macronutrients has significant implications for advancing the fields of plant physiology, nutritional ecology, plant-herbivore interactions and food-web ecology.

التحديد الكمي لمصنع البروتين للذوبان والهضم الكربوهيدرات المحتوى، استخدام الذرة (ميس زيا) كأنموذج

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of ...

Colletotrichum fioriniae Development in Water and Chloroform-based Blueberry and Cranberry Floral Extracts

To accurately monitor the phenology of the bloom period and the temporal dynamics of floral chemical cues on fungal fruit rotting pathogens, floral extraction methods and coverslip bioassays were developed utilizing Colletotrichum fioriniae. In blueberry and cranberry, this pathogen is optimally controlled by applying fungicides during the bloom period because of the role flowers play in the initial stages of infection. The protocol detailed here describes how floral extracts (FE) were obtained using water-, chloroform-, and field rainwater-based methods for later use in corresponding glass coverslip bioassays. Each FE served to provide a different set of information: response of C. fioriniae to mobilized floral chemical cues in water (water-based), pathogen response to flower and fruit surface waxes (chloroform-based), and field-based monitoring of collected floral rainwater, moving in vitro observations to an agricultural setting. The FE is broadly described as either water- or chloroform-based, with an appropriate bioassay described to compensate for the inherent differences between these two materials. Rainwater that had run off flowers was collected in unique devices for each crop, alluding to the flexibility and application of this approach for other crop systems. The bioassays are quick, inexpensive, simple, and provide the ability to generate spatiotemporal and site-specific information about the presence of stimulatory floral compounds from various sources. This information will ultimately better inform disease management strategies, as FE decrease the time needed for infection to occur, thus providing insight into changing risks for pathogen infection over the growing season.

Colletotrichum fioriniae Development in Water and Chloroform-based Blueberry and Cranberry Floral Extracts

Here, bioassays designed to monitor the development of a fungal pathogen, Colletotrichum fioriniae, in the presence of blueberry or cranberry floral extracts on glass coverslips are described. Water-, chloroform-, and field rainwater- based floral extraction techniques are detailed as well as insight into how this information can be applied.

فيورينيا كوليتوتريتشوم التنمية في مجال المياه ومقتطفات الأزهار عنبية المستندة إلى كلوروفورم والتوت البري

To accurately monitor the phenology of the bloom period and the temporal dynamics of floral chemical cues on fungal fruit rotting pathogens, floral ...

A Uniaxial Compression Experiment with CO2-Bearing Coal Using a Visualized and Constant-Volume Gas-Solid Coupling Test System

Injecting carbon dioxide (CO2) into a deep coal seam is of great significance for reducing the concentration of greenhouse gases in the atmosphere and increasing the recovery of coalbed methane. A visualized and constant-volume gas-solid coupling system is introduced here to investigate the influence of CO2 sorption on the physical and mechanical properties of coal. Being able to keep a constant volume and monitor the sample using a camera, this system offers the potential to improve instrument accuracy and analyze fracture evolution with a fractal geometry method. This paper provides all steps to perform a uniaxial compression experiment with a briquette sample in different CO2 pressures with the gas-solid coupling test system. A briquette, cold-pressed by raw coal and sodium humate cement, is loaded in high-pressure CO2, and its surface is monitored in real-time using a camera. However, the similarity between the briquette and the raw coal still needs improvement, and a flammable gas such as methane (CH4) cannot be injected for the test. The results show that CO2 sorption leads to peak strength and elastic modulus reduction of the briquette, and the fracture evolution of the briquette in a failure state indicates fractal characteristics. The strength, elastic modulus, and fractal dimension are all correlated with CO2 pressure but not with a linear correlation. The visualized and constant-volume gas-solid coupling test system can serve as a platform for experimental research about rock mechanics considering the multifield coupling effect.

A Uniaxial Compression Experiment with CO2-Bearing Coal Using a Visualized and Constant-Volume Gas-Solid Coupling Test System

This protocol demonstrates how to prepare a briquette sample and conduct a uniaxial compression experiment with a briquette in different CO2 pressures using a visualized and constant-volume gas-solid coupling test system. It also aims to investigate changes in terms of coal&#8217;s physical and mechanical properties induced by CO2 adsorption.

تجربة ضغط أحادية المحورمع CO 2-وإذ تضع الفحم باستخدام تصور وثابت الحجم الغاز الصلبة اقتران نظام اختبار

Injecting carbon dioxide (CO2) into a deep coal seam is of great significance for reducing the concentration of greenhouse gases in the atmosphere and ...

PARbars: Cheap, Easy to Build Ceptometers for Continuous Measurement of Light Interception in Plant Canopies

Ceptometry is a technique used to measure the transmittance of photosynthetically active radiation through a plant canopy using multiple light sensors connected in parallel on a long bar. Ceptometry is often used to infer properties of canopy structure and light interception, notably leaf area index (LAI) and effective plant area index (PAIeff). Due to the high cost of commercially available ceptometers, the number of measurements that can be taken is often limited in space and time. This limits the usefulness of ceptometry for studying genetic variability in light interception, and precludes thorough analysis of, and correction for, biases that can skew measurements depending on the time of day. We developed continuously logging ceptometers (called PARbars) that can be produced for USD $75 each and yield high quality data comparable to commercially available alternatives. Here we provide detailed instruction on how to build and calibrate PARbars, how to deploy them in the field and how to estimate PAI from collected transmittance data. We provide representative results from wheat canopies and discuss further considerations that should be made when using PARbars.

Here, we present detailed instructions on how to build and calibrate research quality ceptometers (light sensors that integrate light intensity across many sensors arrayed linearly along a horizontal bar).

PARbars: رخيصه ، وسهله لبناء Ceptometers لقياس مستمر من الضوء اعتراض في الستائر النباتية

Ceptometry is a technique used to measure the transmittance of photosynthetically active radiation through a plant canopy using multiple light sensors ...