وتسلم الدعم من رهيناك AG التكنلوجيا الخضراء من خلال أجزاء من هذه الدراسة. ج. س. وباء تلقت تمويلاً من DFG (SFB TR175).

ويتضمن هذا البروتوكول بعض الأمثلة عن كيفية تحليل سلوك نمو النباتات التمويل (أ) .
1-إعداد
<ol><li>قبل البدء، جعل خطة حذراً بشأن النباتات كم ستكون هناك حاجة للقيام بتحليل إحصائي موثوق بها من التجارب، ثم قم بإعداد المبالغ المناسبة من الأواني. ملاحظة: السماح دائماً لاحتمال أن بعض البذور قد لا تنبت.</li>
	<li>استخدام دائرة مناخية مع مختلف مستويات الصمام للبرمجة على حدة لمقارنة نمو النباتات تحت نفس الظروف البيئية العامة (جدول المواد).</li>
</ol>2-النباتات النمو والبنية من مصابيح LED
<ol><li>إعداد العدد المناسب (تبعاً للظروف المختلفة و/أو طفرات إلى تحليل) من الأواني 6 × 7 سم مع التربة وزراعة بذرة واحدة في كل منها. ملاحظة: في هذه الحالة، النباتات 36 كل الظروف زرعت.</li>
	<li>فيرناليزي لمدة يومين في 4 درجات مئوية.</li>
	<li>تعيين نسبة الرطوبة الجوية النسبية إلى 65% ودرجة الحرارة إلى 22 درجة مئوية/16 درجة مئوية لمدة يوم ح 16/8 ح دورة الليل. ضبط الضوء من جميع المستويات بشدة من 200 ميكرون/سم2/ق1. القيام بهذا عن طريق إدخال القيم الخاصة بكل منها في برنامج عبر شاشة تعمل باللمس في الجزء الأمامي الدائرة المناخية. لمقارنة أربع صفات خفيفة مختلفة تعيين المصابيح إلى المعلمات التالية كما هو منصوص عليه في الجدول 1.</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>إيدينتيفيير</td>
			<td>395 نانومتر [%]</td>
			<td>440 نانومتر [%]</td>
			<td>3 ك [%]</td>
			<td>660 نانومتر [%]</td>
			<td>770 نانومتر [%]</td>
		</tr>
<tr>
<td>"أشعة الشمس"</td>
			<td>100</td>
			<td>11</td>
			<td>100</td>
			<td>15</td>
			<td>100</td>
		</tr>
<tr>
<td>الأحمر والأزرق (الميزانية العادية)</td>
			<td>100</td>
			<td>15</td>
			<td>25</td>
			<td>10</td>
			<td>100</td>
		</tr>
<tr>
<td>الأزرق (ب)</td>
			<td>100</td>
			<td>15</td>
			<td>25</td>
			<td>2</td>
			<td>25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Red (R)</td>
			<td>90</td>
			<td>2</td>
			<td>25</td>
			<td>10</td>
			<td>100</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 1: تكوين شدة الضوء المنبعث من المصابيح
<ol start="4"><li>رصد الطيفية الإخراج بشكل مستمر، مثلاً باستخدام مطياف معايرة مدمج.</li>
	<li>وضع النباتات في الدائرة المناخية على مختلف المستويات والاحتفاظ بها مغطاة بأعلى شفافة حتى cotyledons متطورة مرئية. تأكد من النباتات تسقي بما فيه الكفاية.</li>
	<li>رصد وتوثيق بالعين المجردة وفوتوغرافيا غالباً حسب الاقتضاء، تبعاً لمدى سرعة النباتات تنمو النباتات تحت ظروف المختار، مثلاً كل يومين. تأكد من استخدام حامل للكاميرا لضمان تساوي المسافة بين الكائنات لكافة الصور والكاميرا ومن ثم تمكين إجراء مقارنات. استخدام شريط مقياس عند الاقتضاء. ملاحظة: مصطلح داس (أيام بعد بذر) يشير إلى زرع البذور بما في ذلك فيرناليزيشن الفعلية.</li>
</ol>3-تحديد العائد بسيي
<ol><li>استخدام فلوريميتير نبض التضمين. إعداد رأس الكاميرا على مسافة مناسبة من المصنع حيث يمكن رؤية روزيت كاملة في إطار العيش.</li>
	<li>عند بدء تشغيل البرنامج تظهر نافذة "تحديد وحدة". وضع علامة "مصغرة" وثم "موافق". اختر اللون "الأزرق" في إطار منبثق القادم. انقر فوق "موافق". ملاحظة: يتم تلقائياً تبديل fluorescence نبض التضمين قياس الضوء. على الشاشة، تظهر نافذة الصورة تبين المعلمة fluorescence متر. يمكن اعتبار مصنع تحت الكاميرا الآن صورة برتقال.</li>
	<li>إلى التركيز الصورة و/أو اختيار مناطق معينة من النبات، قم بالتبديل إلى "العيش الفيديو" التي تدق في مربع "يعيش الفيديو" ودورة حلقة التكيف للعدسة الهدف. إنهاء إطار فيديو حية بالنقر فوق مربع الخروج في الزاوية العلوية اليمنى.</li>
	<li>لقياس بارامترات التمثيل الضوئي، تحديد مجال يحظى باهتمام (AOI). استخدام الإعداد الافتراضي لهذا، وهي دائرة التي تظهر تلقائياً في منتصف الشاشة. مربع أحمر بجانب أنها تمثل قيمة متر متوسط لكل بكسل داخل المنظمة العربية للتصنيع. تعريف المنظمة العربية للتصنيع المناسبة باختيار من مربع المنظمة العربية للتصنيع في اللوحة اليمنى، حيث تتوفر أشكال مختلفة. انقر فوق "إضافة" في علامة التبويب المنظمة العربية للتصنيع ووضع الدائرة داخل منطقة ورقة. كرر خمس مرات كل ورقة.</li>
	<li>الاحتفاظ بالإعدادات (علامة التبويب إلى اليمين) في القيم الافتراضية التي توفرها الشركة المصنعة (الجدول 2).</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>ضوء المشاع</td>
			<td>Int.</td>
			<td>التردد</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>قانون. الضوء</td>
			<td>Int.</td>
			<td>العرض</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>8</td>
			<td>0</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>تصحيحات الصورة</td>
			<td>ميني</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>تحويل صورة</td>
			<td>البطارية</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>16.7V</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>الحصول على</td>
			<td>5</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>التخميد</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>نبض Sat</td>
			<td>Int.</td>
			<td>لا</td>
			<td>S الفاصل الزمني</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1</td>
			<td>30</td>
		</tr>
<tr>
<td>التعريفي بطيئة</td>
			<td>تأخير s</td>
			<td>S على مدار الساعة</td>
			<td>S المدة</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>40</td>
			<td>20</td>
			<td>315</td>
		</tr>
<tr>
<td>أبسورتيفيتي</td>
			<td>كسب أحمر</td>
			<td>كثافة أحمر</td>
			<td>كثافة نير</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>340</td>
			<td>25</td>
			<td>13</td>
		</tr>
<tr>
<td>عرض</td>
			<td>لون</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>ملاحظة: الحد الأقصى</td>
			<td>50</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Inh. المنظمة العربية للتصنيع الرقم</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>عامل Fm (التجزئة)</td>
			<td>1,030</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 2: "الإعدادات الافتراضية" للقياسات بام بتوفيرها من قبل الشركة المصنعة.
<ol start="6"><li>تطبيق فلاش خفيفة تشبع لإجراء قياس بارامترات التمثيل الضوئي الفلورسنت تبريد التحليل (نبض التشبع). وقبل ذلك، تحديد معاملات التبريد بقياس العائد fluorescence الحد الأدنى والأقصى لنبات داركادابتيد. وتحقيقا لهذه الغاية، وضع النبات في الظلام (مثلاً في درج أو مربع الظلام) لمدة دقائق قليلة. ثم وضع المصنع تحت رأس الكاميرا وحدد المربعات بالتدبير ومل (قياس الضوء)، في الصف أسفل الصورة اختر "Fv/إف أم" بقطع مسافة السباق في الدائرة ثم انقر Fo, Fm في الجزء السفلي من الشاشة. ملاحظة: يمثل Fo/Fm بسيي العائد من نبات داركادابتيد. وهكذا، هي القيمة التي يتم تطبيع قياس بعد تطبيق الضوء. سوف يظل القياس Fo/وزير الخارجية الحالي حتى يتم تنشيط "سجل جديد". جميع و ووزير الخارجية 'قيم يحددها"البقول تشبع" تتصل Fo/Fm ومعلمات التبريد وتحسب وفقا لذلك.</li>
	<li>البحث عن هذه النتائج في علامة التبويب تقرير وتحقق كافة المربعات الموجودة على الجانب الأيمن ذات الصلة بالتجربة (على سبيل المثال. Y(II)، قطر للبترول، qN، إلخ).</li>
	<li>تصدير النتائج إلى برامج تحليل على سبيل المثال. Excel بالنقر فوق الزر "تصدير" في الزاوية اليسرى العليا وحفظه تحت اسم الملف المناسب. توليد عويس خمسة على الأقل من كل ورقة وقياس عدة أوراق من نفس المصنع (لا تنسى أن الظلام قريبا تكييف المصنع مرة أخرى بعد كل قياس)، فضلا عن العديد من النباتات من شرط واحد، التي يمكن ثم إحصائيا تقييمها.</li>
	<li>لإجراء تحليل إحصائي توليد قيم المتوسط الحسابي وانحراف معياري من جميع أويس وعلى الأقل ثلاث محطات مستقلة لكل الوقت النقاط/الشروط واختبار الطالب t-test لتقييم إذا كانت البيانات كبيرة12. يتم تقييم البيانات كما تختلف اختلافاً كبيرا عند فالقيم التي تقل عن 0.05.</li>
</ol>4-تحديد كثافة الثغور
<ol><li>يترك روزيت توسيع الكامل جمع ثلاثة من ثلاث محطات فردية لكل حالة إلى إيثانول 70% في طبق بتري زجاج واستخراج الكلوروفيل. احتضان في هذا المذيب بين عشية وضحاها في درجة حرارة الغرفة أو مخزن في 4 درجات مئوية.</li>
	<li>لإزالة كاملة من أصباغ، احتضان في محلول كلورال هيدرات (كلورال هيدرات: المياه: الجلسرين = 8: 2:1 w/v/w) حتى تظهر أوراق بيضاء تماما.</li>
	<li>أن التدخل التفاضلية الصور مجهرية (DIC) من السطح أباكسيال على 40 X التكبير. عدد الثغور في مجال الرؤية واستقراء مع مساعدة شريط مقياس الثغور كل ملم ². كرر هذا الإجراء لمالا يقل عن 4 يترك كل الظروف. إجراء تحليل إحصائي بحساب قيمة المتوسط لكل الإجازات لشرط واحد، ومن ذلك حساب الخطأ يعني.</li>
</ol>5-تحديد الوزن الطازج
<ol><li>قم بإزالة جميع الأوراق بما في ذلك بيتيوليس من مأخذ من ست محطات كل شرط بشفرة حلاقة. تزن كل الإجازات فورا وإخضاع البيانات للتحليلات الإحصائية كما هو موضح أعلاه.</li>
</ol>6-تحديد روزيت نبات المنطقة
<ol><li>استخدام صور من ثماني محطات كل حالة لتحليل منطقة نبات رسومياً. الجمع بين الصور لشرط واحد في صورة واحدة وحفظ باسم *.jpeg أو *.tiff.</li>
	<li>تنزيل البرنامج المناسب (جدول المواد). ملاحظة: من الممكن، بالطبع، لتطبيق أي برنامج آخر قادر على أداء هذه المهمة.</li>
	<li>قم بفتح ملف صورة. اختيار الأداة "تحديد اليد الحرة." تطويق الأوراق بما في ذلك بيتيوليس روزيت واحد. انقر فوق "تحليل-القياسات المحددة" وتحقق من "المنطقة،" "دقيقة وقيمه اللون الرمادي كحد أقصى،" "كثافة المتكاملة"، و "قيمة رمادي يعني." اختيار الأماكن العشرية المناسبة، وأفضل من اثنين أو ثلاثة، وانقر فوق "موافق".</li>
	<li>للحصول على مم2 بدلاً من بكسل استخدام الأمر "تعيين مقياس". تطبق أداة التحديد خط مستقيم إلى اختيار خط الذي يتوافق مع مسافة معروفة، مثل قطر الإجازة التي من السهل لحساب من شريط مقياس للصور، ثم فتح مربع الحوار "تعيين نطاق" وأدخل هذه المسافة المحددة ووحدة القياس. ثم انتقل مرة أخرى "تحليل" ثم انقر فوق "إجراء".</li>
	<li>يظهر إطار جديد بعنوان "النتائج" التي تحتوي على البيانات ذات الصلة روزيت الحالية. كرر هذا الإجراء مع جميع النباتات في الصورة وتهيئة مجال القياسات لكل محطة جديدة مع Ctrl + M. ملاحظة: يمكن استخدام "أداة العصا" لجعل هذه العملية أسهل وأسرع للنباتات الصغيرة بأوراق غير متداخلة. هذه الأداة بمجرد بدء يترك تغطي بعضها البعض، لا تعطي نتائج يمكن الاعتماد عليها.</li>
	<li>وبدلاً من ذلك، قطع كل الإجازات ووضعها بطريقة أنه بصورة عامة يمكن اتخاذها، وثم استخدم أداة العصا. تأخذ في الاعتبار أن عند استخدام هذا الأسلوب، هناك حاجة إلى المزيد من محطات.</li>
	<li>اختر "ملف"--"حفظ باسم" في إطار النتائج، وتولد اسم ملف مناسب وموقع في دليل الكمبيوتر. سيتم حفظ الملف في تنسيق Excel تلقائياً.</li>
</ol>7-إعداد الجيش الملكي النيبالي
<ol><li>حصاد ثلاث عينات من عشر محطات فردية لكل حالة. استخراج الحمض النووي الريبي إجمالي استخدام مصنع أدوات استخراج الحمض النووي الريبي وفقا لإرشادات الشركة المصنعة. تحديد تركيز الحمض النووي الريبي والنقاء والنزاهة باستخدام بيواناليزير. يمكن استخدام الحمض النووي الريبي ثم طلبات المتلقين للمعلومات مثل تحليل التعبير qRT-PCR أو الجينات مثل رناسيق13.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Arabidopsis Genome Initiative. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+genome+sequence+of+the+flowering+plant+Arabidopsis+thaliana.">Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana.</a> Nature. 408 (6814), 796-815 (2000).</li><li>An, G., Watson, B. D., Chiang, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transformation+of+Tobacco,+Tomato,+Potato,+and+Arabidopsis+thaliana+Using+a+Binary+Ti+Vector+System.">Transformation of Tobacco, Tomato, Potato, and Arabidopsis thaliana Using a Binary Ti Vector System.</a> Plant Physiology. 81 (1), 301-305 (1986).</li><li>Schiml, S., Fauser, F., Puchta, H., Murata, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Chromosome and Genomic Engineering in Plants: Methods and Protocols. , 111-122 (2016).</li><li>Rivero, L., Sanchez-Serrano, J. J., Salinas, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Arabidopsis Protocols. , 3-25 (2014).</li><li>Ubbens, J. R., Stavness, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+Plant+Phenomics:+A+Deep+Learning+Platform+for+Complex+Plant+Phenotyping+Tasks.">Deep Plant Phenomics: A Deep Learning Platform for Complex Plant Phenotyping Tasks.</a> Frontiers in Plant Science. 8 (1190), (2017).</li><li>Cosgrove, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Suppression+of+Growth+by+Blue+Light:+OCCURRENCE,+TIME+COURSE,+AND+GENERAL+CHARACTERISTICS.">Rapid Suppression of Growth by Blue Light: OCCURRENCE, TIME COURSE, AND GENERAL CHARACTERISTICS.</a> Plant Physiology. 67 (3), 584-590 (1981).</li><li>Seiler, F., Soll, J., B&#246;lter, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+Phenotypical+and+Molecular+Analyses+of+Arabidopsis+Grown+under+Fluorescent+and+LED+Light.">Comparative Phenotypical and Molecular Analyses of Arabidopsis Grown under Fluorescent and LED Light.</a> Plants. 6 (2), 24 (2017).</li><li>Janda, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+stress+response+in+Arabidopsis+thaliana,+Nicotiana+benthamiana,+Glycine+max,+Solanum+tuberosum+and+Brassica+napus+cultivated+under+polychromatic+LEDs.">Growth and stress response in Arabidopsis thaliana, Nicotiana benthamiana, Glycine max, Solanum tuberosum and Brassica napus cultivated under polychromatic LEDs.</a> Plant Methods. 11 (1), 31 (2015).</li><li>Olle, M., Vir&#353;ile, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+light-emitting+diode+lighting+on+greenhouse+plant+growth+and+quality.">The effects of light-emitting diode lighting on greenhouse plant growth and quality.</a> Agricultural and food science. 22 (2), 12 (2013).</li><li>Lin, K. -. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+red,+blue,+and+white+light-emitting+diodes+on+the+growth,+development,+and+edible+quality+of+hydroponically+grown+lettuce+(Lactuca+sativa+L.+var.+capitata).">The effects of red, blue, and white light-emitting diodes on the growth, development, and edible quality of hydroponically grown lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata).</a> Scientia Horticulturae. 150, 86-91 (2013).</li><li>Castronuovo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+spectrum+affects+growth+and+gas+exchange+of+common+dandelion+and+purple+coneflower+seedlings.">Light spectrum affects growth and gas exchange of common dandelion and purple coneflower seedlings.</a> International Journal of Plant Biology. , (2016).</li><li>Student, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=THE+PROBABLE+ERROR+OF+A+MEAN.">THE PROBABLE ERROR OF A MEAN.</a> Biometrika. 6 (1), 1-25 (1908).</li><li>Database, J. S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essentials+of+Genetics.+RNA-Seq.">Essentials of Genetics. RNA-Seq.</a> JoVE. , (2017).</li><li>Klermund, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LLM-Domain+B-GATA+Transcription+Factors+Promote+Stomatal+Development+Downstream+of+Light+Signaling+Pathways+in+Arabidopsis+thaliana+Hypocotyls.">LLM-Domain B-GATA Transcription Factors Promote Stomatal Development Downstream of Light Signaling Pathways in Arabidopsis thaliana Hypocotyls.</a> The Plant Cell. 28 (3), 646-660 (2016).</li><li>Annunziata, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Getting+back+to+nature:+a+reality+check+for+experiments+in+controlled+environments.">Getting back to nature: a reality check for experiments in controlled environments.</a> J Exp Bot. 68 (16), 4463-4477 (2017).</li><li>Palus, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Japan's+Massive+Indoor+Farm+Produces+10,000+Heads+of+Fresh+Lettuce+Every+Day.">Japan's Massive Indoor Farm Produces 10,000 Heads of Fresh Lettuce Every Day.</a> Smithonian.com. , (2014).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

الخطوة الأولى في دراسة نمو النبات في إنشاء الدائرة المناخية وفقا للشروط المطلوبة. ويتم ذلك بسهولة عن طريق كتابة كافة المتغيرات في قناع برنامج من البرامج الخاصة بكل منها (الشكل 1A). في هذه الخطوة، يمكن تنفيذ العديد من التعديلات عن طريق تغيير نظام الخفيفة و/أو درجة الحرارة. تأكد من مراقبة درجة الحرارة والرطوبة، وظروف الإضاءة (الشكل 2) لمنع فشل التقنية من تخريب التجربة باستمرار. هذه نقطة الحرجة للحصول على النتائج استنساخه. على الرغم من أن هذا التشكيل ويقدم العديد من المتغيرات ومرنة يمكن تعديلها، لها حدودها. مصابيح LED المتاحة حاليا لا يمكن أن تحاكي أشعة الشمس مئة في المئة، ويمكن أن تعكس الظروف المناخية داخل دائرة مناخية ابدأ تماما ما يجري خارج15.
مقارنة لتستخدم على نطاق واسع أضواء المصابيح الفلورية LED أكثر تنوعاً وأقل من الطاقة بحاجة إلى إظهار لا إشعاع الحرارة تقريبا. وقد أدت هذه المزايا صناعة كبيرة لتربية داخلي لتجهيز الدوائر المناخية والدفيئات مع مصابيح Led16. النظر في النجاحات الضخمة التي ذكرت في هذا الميدان، تقنية LED بالتأكيد سوف تجد العديد من التطبيقات أكثر.
عند مراقبة النمط الظاهري وخاصة بالنسبة لتحديد منطقة طرفية من المهم أن تأخذ في الاعتبار أن في النباتات الأكبر سنا يترك التداخل (الشكل 3). وهكذا، تقييم رسومية لمآخذ كله تميل إلى أن تكون غير دقيقة. وفي هذه الحالة، أكثر دقة قطع كل الإجازات والذهاب من هناك.
تقييم السلوك النمو ولا سيما من اختلافات في النمو والتنمية في ظل ظروف مختلفة تعتمد على حجم عينة كافية. في هذه الدراسة، واستخدمت على الأقل ستة مصانع لتصميم مثل التمثيل الضوئي الغلة (الشكل 5)، الوزن الطازج (الشكل 7)، ونبات المنطقة (الشكل 8 أ) ولكن بذور الفردية 30 زرعت في بداية الدراسة لضمان أن تنبت البذور الأولى، بما يكفي، وثانيا، يمكن إجراء اختيار النباتات "نموذجي". وحتى داخل نفس السكان، أي من النباتات في الأواني واحدة في علبة نفس تحت نفس الظروف الدقيقة، أظهرت تعمل متفاوتة. ثم بطبيعة الحال ينعكس ذلك في الانحراف المعياري أثناء التحليل الإحصائي، ولكن تفسير البيانات عموما أكثر موثوقية عند ملاحظة الأخطاء الإحصائية الصغيرة (الشكل 8B).
يمكن أن يتم قياس الأداء التمثيل الضوئي بام (الشكل 4، 5 الشكل) للعديد من المعلمات. وفي هذه الحالة، كان التركيز على العائد بسيي Y(II) كمثال، لكن من الممكن أيضا تحديد مثل تبريد غير الضوئية، والعائد الكم من تبديد الطاقة الخاضعة للتنظيم وغير خاضعة لضوابط أو مغفرة الخفيفة. المهم هنا هو اختيار عويس خمسة على الأقل كل أوراق موزعة بالتساوي عبر سطح أوراق وقياس ثم يترك ستة على الأقل من النباتات المختلفة. العائق من هذا الأسلوب أنه لا يمكن الكشف عن أي آثار على هذه المبادرة؛ ولهذا الغرض، هناك حاجة إلى معدات مختلفة.

وقد أعطيت التمويل الحي النموذجي للباحثين مصنع عصر الجزيئية لأكثر من عقدين. خصائص عدة تجعل هذا ممثل الأسرة كرنب صغير مرشح مثالي للدراسات الوراثية والجزيئية: يحتوي جينوم صغيرة نسبيا مع الكروموسومات خمسة فقط (بالمقارنة مع مثل نيكوتيانا tabacum مع الكروموسومات 24) و كان تسلسل الجينوم تماما في عام 20001. (أ) التمويل يمكن تعديلها بسهولة وراثيا ب العدوى المتبعة 2 وقابلة حتى أحدث الأدوات الوراثية مثل كريسبر/Cas3. ولو صغيرة، دورة نمو سريعة بما يكفي لجعل التجارب البيوكيميائية الممكنة حيث هناك حاجة إلى كمية أكبر من المواد. النباتات تنمو على لوحات أجار أو على التربة، وحتى يمكن زراعتها كثقافات السائل4. يمكن زراعة نبات في الخزائن التي تسيطر عليها مناخياً، مثلاً من بيرسيفال، في الدوائر المناخية أو في البيوت الزجاجية. ليتمكن من مقارنة نمو السلوك وتحليل تعمل طفرات من المهم توفير استنساخه وفي نفس الوقت النمو مرونة شروط5. استناداً إلى المشكلة العلمية التي ستعالج واحدة قد تحتاج إلى درجات حرارة مختلفة وظروف الإضاءة المستمرة، والكثافات الخفيفة المتنوعة أو نوعيات خفيفة مختلفة في نفس درجة الحرارة. الضوء معلمة حرجة جداً في نمو النباتات وغالباً ما يتم دراستها نفوذها في مختلف النهج6. لضمان إمكانية تكرار نتائج وإمكانية المقارنة بين البيانات التي تم الحصول عليها من الأهمية بمكان ضمان على إخراج مستقرة وتطبيق نفس النوع من مصادر الضوء.
مصادر الضوء المعتاد في الدفيئات والمناخية الدوائر تتكون من بخار الصوديوم أو مصابيح الفلورسنت، التي تعزز نمو النبات مرضية ولكن لها عدة عيوب. أولاً، تقدمهم في السن مع مرور الوقت مما يؤدي إلى تغيير الإخراج الطيفية في كثافة بل في الجودة (الملاحظات الخاصة بها). ومع ذلك، إلا أن كثافة هو عادة رصد باستمرار حيث أن تغيير في ضوء الجودة قد تمر مرور الكرام، لكن لا تزال لها آثار هامة. ثانيا، إنشاء كلا النوعين من مصابيح الحرارة في أعلى كثافة الضوء، هي بحد ذاتها فسيولوجية تأثيراً عميقا على نمو النبات وقد تخفي أي أثر تعتمد الخفيفة. ثالثا، إخراج هذه مصادر الضوء الطيفي ثابتة والنقيض تماما من ضوء الشمس الطبيعي7. وقد تم التغلب على جميع هذه العيوب في حالة المصابيح)8،9،،من1011. لديهم مدة طويلة بالكاد أي تغيير في الانبعاثات، لا تنتج الحرارة النفايات حتى في كثافة الضوء عالية جداً ومرنة جداً فيما يتعلق بإنتاجها الطيفية.
هنا نحن لتوضيح كيفية إعداد دائرة مناخية تتميز بأضواء LED منفصلة للاحمر والأزرق والأبيض الخفيفة واتبع معلمات مختلفة من نمو النبات على مر الزمن. يمكننا قياس الوزن الطازج وأوراق المنطقة وكثافة الثغور وأداء التمثيل الضوئي. في الوقت نفسه، نحن تبرهن على أهمية وضع التقييمات الإحصائية بشكل صحيح.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Climatic chamber equipped with LED panels</td>
			<td>Rhenac Green Tec AG</td>
			<td></td>
			<td>These chambers are custom made.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer&#160;</td>
			<td>OceanOptics</td>
			<td>USB-650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imaging PAM</td>
			<td>Walz</td>
			<td>IMAGING-PAM M-Series</td>
			<td>There are several suitable models depending on the broader use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope+ 40x objective</td>
			<td>Leica&#160;</td>
			<td>DM1000</td>
			<td>Other companies also produce suitable microscopes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software ImageJ</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Free download from website</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plant RNA extraction kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>74903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioanalyser</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>G2939BA</td>
			<td>Needs an additional computer</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of arabidopsis thaliana growth behavior in different light qualities

علماء الأحياء النباتية غالباً ما تحتاج إلى مراقبة سلوك نمو تلك الأنواع المختارة. وتحقيقا لهذه الغاية، تحتاج النباتات ثابت الظروف البيئية ومستقرة الخفيفة، التي المتغير يفضل في كمية ونوعية بحيث يمكن إجراء دراسات تحت الأجهزة المختلفة. هذه الشروط المناخية الدوائر تتميز بأضواء الثنائيات (الصمام) التي ينبعث منها قدر الخفيفة، والتي يمكن-على النقيض من مصابيح الفلورسنت – تعيين لأطوال موجية مختلفة. المصابيح هي الطاقة المحافظة وتنبعث منها تقريبا لا الحرارة حتى في كثافة الضوء، التي غالباً ما تشكل مشكلة مع مصادر الضوء الأخرى. ويوفر البروتوكول عرضت إرشادات خطوة بخطوة كيفية برنامج دائرة مناخية مجهزة بأضواء LED متغير، فضلا عن وصف عدة نهج لتحليل معمقة للنمو تعمل. اعتماداً على طريقة إعداد تجريبية يمكن ملاحظة الخصائص المختلفة للنباتات المتنامية وتحليلها. هنا ونحن تصف كيفية تحديد الوزن الطازج وأوراق المنطقة ونشاط التمثيل الضوئي وكثافة ستوماتال. علينا أن نظهر أنه من أجل الحصول على بيانات موثوق بها واستخلاص استنتاجات صحيحة إلزامية لاستخدام عدد كاف من الأفراد للتقييم الإحصائي. أخذ النباتات قليلة جداً لهذا النوع من تحليل النتائج في أخطاء إحصائية عالية، وبالتالي في أقل تفسيرات واضحة للبيانات.

مراقبة وتحليل نمو النبات وخاصة تعمل من نباتات متحولة تعتمد على الظروف البيئية المستقرة والقابلة لإعادة الإنشاء. ويمكن توفير هذه الدوائر المناخية. كمية الضوء، ولا سيما نوعية تعتمد اعتماداً حاسما على مصدر الضوء العاملين، التي زودت بمصابيح LED في هذه الدراسة.
ويبين الشكل 1 مثال الدائرة المناخية مزودة بلوحات الصمام. ويبين الشكل 1A لقطة من لوحة التحكم حيث يمكن ضبط كل الظروف المناخية والخفيفة. يمكن تعيين عشرين من أطر زمنية مختلفة خلال 24 ساعة. في هذا المثال، تم برمجة الظروف يوم طويل مع 16 النور/8 ح الظلام. ويتميز هذه الدائرة أربعة مستويات التي يمكن برمجتها بشكل منفصل حيث أنه يمكن دراسة نمو النبات في أربعة إعدادات الضوء مختلفة تماما في نفس الظروف البيئية. يتم تعيين ترك المستوى العلوي على إخراج طيفية لمحاكاة أشعة الشمس بقدر الإمكان من الناحية التقنية، يمثل حق المستوى العلوي مرتفعة الأحمر (660 نانومتر) والضوء الأزرق (440 نانومتر) مع خفض الضوء الأبيض (ك 3). تم تعيين مستوى السفلي الأيسر إلى الضوء الأزرق مرتفعة وانخفاض مستوى الصحيح للضوء الأحمر في الغالب. ويوضح الشكل 1B المصابيح في إعدادات مختلفة كنظرة عامة (الفريق الأوسط) وكل الأدوات التكبير (الأفرقة الصغيرة الخارجي). يمكن ملاحظة الفرق في الصفات الخفيفة بسهولة بالعين.
مطياف يحمل في ثناياه عوامل التدابير باستمرار وترصد، ويضبط الإخراج الطيفية. ويبين الشكل 2 المراحل بدءاً من المستوى الأعلى الأيسر 1.1، التي أنشئت لمحاكاة ضوء الشمس. مصباح فلورسنت قياسية بالمقارنة مع الجزء من الأشعة فوق البنفسجية والضوء الأزرق هو كثير أعلى من7.
في الشكل 3 مثالاً التمويل (أ) النباتات من جميع الشروط الأربعة 10 و 13 و 17 يوما، على التوالي، بعد أن زرع هو مبين. تم تصوير جميع النباتات من نفس المسافة بتركيب الكاميرا على ترايبود. يمثل الشريط مقياس 1 سم. بعد 10 أيام، يمكن استشفاف لا الكثير من الفرق في حجم أو لون، ولكن من الواضح بعد 17 يوما نمو أسرع تحت الضوء الأحمر. وبالإضافة إلى هذا التحليل المرئي، أجريت عدة تحليلات الفسيولوجية.
4 الشكل يتبع الخطوات المختلفة للقياسات بام، الذي يحلل قدرة التمثيل الضوئي مثلاً . في الشكل 4A لقطة من فيديو حية تظهر، الذي هو الإعداد لجلب المصنع إلى التركيز لضمان الجودة المثلى للقياسات. بدلاً من التركيز على النبات بالكامل، يمكنك أيضا اختيار ورقة واحدة لتحليل. يوضح الشكل 4B العائد الفلورسنت الحالية متر محطة داركادابتيد قبل بدء القياس الفعلي. وفي هذه الحالة، وقد تم اختيار خمسة مجالات تعميما للفائدة (عويس). الأرقام في مربعات حمراء بجوار كل التصنيع مباشرة يعطي النتيجة العددية، التي يمكن أيضا حفظها في شكل جدول. لبدء قياس الضوئي معلمات Fo، وزير الخارجية يحتاج إلى تعيين. لقطة شاشة قدم بعد ذلك هو مبين في الشكل 4. لاحظ أن الزر "Fo، إف أم" ليست نشطة بعد الآن الآن. لبدء قياس جديد، يحتاج "سجل جديد" يكون بالنقر فوق لمسح تطبيع السابقة. وأخيراً يظهر الشكل 4 العائد الكم بسيي فعالة Y(II) بعد إعطاء نبضة خفيفة تشبع ("سبت-نبض"). ويرد في الشكل 5التحديد الكمي للبيانات النموذجية. النباتات التي تزرع تحت أشعة الشمس في 200 ميكرومتر/سم2/ق1 (الشكل 5A) حللت بعد البذر، 12 و 21 و 28 يوما على التوالي. لدينا بيانات تثبت أن الغلة بسيي أعلى بكثير في أوراق من النباتات التي تزرع لمدة ثلاثة أسابيع من مدة 12 يوما. الفرق بين 28 و 12 يوما لا يزال كبيرا، ولكن p-القيمة أعلى. في الشكل 4 باء، قورنت الغلال بسيي من النباتات التي تزرع لمدة أسبوعين من نوعيات مختلفة من الضوء. من المثير للاهتمام، والنمو الدائم في ظل الضوء الذي يحتوي على نسبة عالية من الضوء الأزرق يؤدي إلى عائد أكبر بكثير من بسيي. ولوحظ تأثير مماثل للنباتات المزروعة تحت الضوء الأحمر المخصب، ولكن الزيادة كانت أقل بقليل.
وعرض مختلف الصفات الضوء على تأثير الثغور التنمية14. ولذلك، تم التحقيق في كثافة ستوماتال. الشكل 6 يوضح كيفية ظهور ورقة بعد استخراج الصباغ. خلايا البشرة واحدة يمكن أن تميز جيدا، ويمكن أن تحسب ستوما بسهولة. في الشكل، يتم الإشارة إلى الثغور الفردية قبل العلامة نجمية. بيانات تفصيلية عن كثافة النباتات من مختلف الإعدادات الخفيفة ستوماتال ويمكن الاطلاع على أماكن أخرى9.
بالإضافة إلى الفحص البصري (الشكل 3) الوزن الطازج يوفر مقياسا جيدا لعملية النمو. بوزن أوراق من النباتات التي تزرع تحت "ضوء الشمس" بعد أيام 8 و 10 و 12 بعد البذر، على التوالي، في هذا المثال. التقييم الإحصائي لهذه البيانات يمكن أن ينظر في الشكل 7. كما هو متوقع، يزيد وزن جديدة مع مرور الوقت.
بالإضافة إلى الوزن الطازج، منطقة ليف مقياس جيد للنمو. هنا، وتنمية النباتات أعقب من 10 و 13 و 17 يوما من بذر (الشكل 8 أ). وقيمت على الأقل ست محطات فردية بشكل روتيني للحصول على بيانات إحصائية موثوقة. وللتدليل على أهمية حجم عينة عالية، تم حساب الخطأ نسبة مئوية من القيمة الوسطية، من تحليل النباتات اثنين وستة، على التوالي، (8B الشكل). وهذا يعني تم تحديد النسبة المئوية للانحراف المعياري فيما يتعلق بالقيمة الوسطية. من الواضح جداً أن الخطأ في حالة حجم عينة صغيرة 5-10 ٪ أعلى مما في حالة ارتفاع حجم عينة. بزيادة عدد المحطات التي يتم تقييمها، يمكن التقليل من الخطأ، مما يجعل تفسير البيانات أكثر وضوحاً.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig1.jpg"> رقم 1: صفات الضوء المختلفة التي تقدمها المصابيح. A) لقطة للشاشة من خلال لوحة التحكم لدائرة الصمام. يتم تعيين طول اليوم إلى ح 16 (الزاوية العلوية اليمنى) وتعيين شدة الضوء إلى µmol 200 سم-2 s-1. يختلف نوعية الضوء على جميع المستويات الأربعة: 1.1 يمثل طائفة مماثلة لأشعة الشمس كمن الناحية التقنية الممكنة، 1.2 يمثل نسبة مئوية عالية من الأحمر والأزرق الأطوال الموجية (الميزانية العادية) الخفيفة، يتم تعيين 2.1 الغالب للأزرق (ب)، يمثل 2.2 أساسا أحمر الضوء (R). ب) الفريق الأوسط يعرض لمحة عامة عن جميع المستويات؛ وتظهر اللوحات الخارجية على المستويات الفردية في تكبير أعلى. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig2.jpg"> رقم 2: الطول الموجي الطيف من إعدادات محاكاة أشعة الشمس. يتم عرض لقطة من مطياف يحمل في ثناياه عوامل في قاعة الصمام، الذي تم وضعه على مستوى 1.1. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig3.jpg"> الشكل 3: مصنع التنمية أكثر من أسبوع. نباتات الممثل (أ) التمويل من جميع ظروف الإضاءة أربعة من 10 و 13 و 17 داس. تم تصوير النباتات مع كاميرا العاكسة رقمية على ترايبود. يمثل الشريط مقياس 1 سم لكل الصور. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig4.jpg"> الشكل 4: لقطات من الخطوات تمثيلية للقياسات بام من محطات التمويل (أ) - A) لقطة من عرض "لايف فيديو" حيث يمكن ضبط تركيز الصورة. ب) الغلة الأسفار الحالية قدم قبل تطبيق أي نبضات الضوء. ج) الغلة الأسفار الحالية قدم بعد الإعداد من Fo/Fm. د) "بسيي أحداث" الكم العائد بعد تعيين نبضة خفيفة تشبع. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig5.jpg"> الرقم 5: تمثيل رسومي "أحداث بسيي" الكم العائد (يي). A) البيانات من النباتات 12 و 21 و 28 يوما من البذر ونمت تحت 200 µmol/سم2/ق1 تحت محاكاة ضوء الشمس ("الشمس") يتعرض للتحليل بام قيمت إحصائيا. يظهر هي قيم يعني خمسة مصانع وعويس خمسة في اليوم الواحد. النجمة واحد يشير إلى فرق كبير بقيمة p < 0.05 عند مقارنتها بيوم 12، وهما من العلامات النجمية تشير إلى اختلافات كبيرة جداً مع قيمة p < 0.02 وفقا لاختبار t الطلاب. ب) كانت إحصائيا تقييم البيانات من النباتات التي نمت في 200 µmol/سم2 /ق1 تحت أشعة الشمس محاكاة (SL)، أثري الأزرق (ب) أو الأحمر (R) الضوء على التوالي. يظهر هي قيم يعني خمسة مصانع وعويس خمسة في اليوم الواحد. تم حساب فروق كبيرة بالمقارنة مع "أشعة الشمس".
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig6.jpg"> رقم 6: صورة الممثل من الثغور إلى جانب جريد التمويل ألف- أباكسيال. يترك كما هو موضح أعلاه وحللت بصريا تحت مجهر خفيفة مع إعدادات DIC في 40 X التكبير. يتم عد الثغور في ناحية مرئية ليترك على الأقل 4 كل شرط. التقطت الصورة باستخدام كاميرا رقمية متصلة مجهر [تثبوس]. ويحسب عدد الثغور كل ملم ² مع تعليمات شريط مقياس. تشير النجوم ستوما واحد. يمثل الشريط مقياس 200 ميكرومتر. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig6large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig7.jpg"> رقم 7: تمثيل رسومي للوزن الطازج من محطات التمويل ألف- نمت في محاكاة أشعة الشمس/200 µmol/سم2/ق1- يترك روزيت قطعت من النباتات ثمانية وعشرة وأثنى عشر يوما من بذر. ويرد القيم الوسطية في مغ من ستة مصانع لليوم الواحد. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig7large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57152/57152fig8.jpg"> الشكل 8: تقييم إحصائي التمويل (أ) منطقة نبات من النباتات التي نمت تحت ظروف الإضاءة المختلفة- A) بيانيا مصممة أوراق المنطقة من التمويل (أ) زاد عن 10 و 13 و 17 يوما مع إيماجيج والبيانات من n = 6 محطات قيمت إحصائيا. منطقة طرفية من جميع مأخذ ستة من كل شرط لخص ومقسوما على ستة الحصول على قيمة متوسط. بهذه القيمة، تم حساب الانحراف المعياري، وهذا يمثل مجالات الخطأ. ب) نبات المنطقة عازمة بيانيا مع إيماجيج والبيانات من أي ن = 2 أو n = معامل 6، على التوالي، قد تم تحليلها إحصائيا كما هو موضح للفريق ألف ثم تحسب الخطأ في المئة من القيمة الوسطية ويصور بيانيا. أشرطة خضراء تظهر الخطأ النسبة المئوية من تحليل n = 6، الزرقاء أشرطة من n = معامل 2. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57152/57152fig8large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Arabidopsis thaliana Growth Behavior in Different Light Qualities at JoVE.com

تحليل سلوك نمو الأرابيدوبسيس ثاليانا في صفات ضوئية مختلفة | الأحياء | فيديو

Analysis of Arabidopsis thaliana Growth Behavior in Different Light Qualities

نقدم هنا، على بروتوكول لدراسة سلوك نمو النبات وخاصة تعمل بطريقة استنساخه. نعرض كيفية تقديم متغير وفي نفس الوقت الشروط الخفيفة مستقرة. تحليلات سليمة تعتمد على إعداد عينة كافية والتقييمات الإحصائية صحيحة.

تحليل "سلوك نمو" نبات التمويل في "نوعيات مختلفة من الضوء"

Plant biologists often need to observe the growth behavior of their chosen species. To this end, the plants need constant environmental and stable light ...

analysis-arabidopsis-thaliana-growth-behavior-different-light

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Analysis of Arabidopsis thaliana Growth Behavior in Different Light Qualities

Plant Biology

Plant Responses to the Environment

SCIENTISTS IN ACTION

18.8K Views.  Ludwig-Maximilians-Universität. نقدم هنا، على بروتوكول لدراسة سلوك نمو النبات وخاصة تعمل بطريقة استنساخه. نعرض كيفية تقديم متغير وفي نفس الوقت الشروط الخفيفة مستقرة. تحليلات سليمة تعتمد على إعداد عينة كافية والتقييمات الإحصائية صحيحة.

Video: Analysis of Arabidopsis thaliana Growth Behavior in Different Light Qualities

Application of Light-cured Dental Adhesive Resin for Mounting Electrodes or Microdialysis Probes in Chronic Experiments

In chronic recording experiments, self-curing dental acrylic resins have been used as a mounting base of electrodes or microdialysis-probes. Since these acrylics do not bond to the bone, screws have been used as anchors. However, in small experimental animals like finches or mouse, their craniums are very fragile and can not successfully hold the anchors. In this report, we propose a new application of light-curing dental resins for mounting base of electrodes or microdialysis probes in chronic experiments. This material allows direct bonding to the cranium. Therefore, anchor screws are not required and surgical field can be reduced considerably. Past experiences show that the bonding effect maintains more than 2 months. Conventional resin's window of time when the materials are pliable and workable is a few minutes. However, the window of working time for these dental adhesives is significantly wider and adjustable.

In this report, we propose a new application of light-curing dental resins for mounting base of electrodes or microdialysis probes in chronic experiments. This material allows direct bonding to the cranium.

تطبيق فاتح الشفاء الراتنج لاصق الأسنان أو تركيب لأقطاب مجسات Microdialysis في التجارب المزمنة

In chronic recording experiments, self-curing dental acrylic resins have been used as a mounting base of electrodes or microdialysis-probes. Since these ...

Isolation of Protoplasts from Tissues of 14-day-old Seedlings of Arabidopsis thaliana

Protoplasts are plant cells that have had their cell walls enzymatically removed. Isolation of protoplasts from different plant tissues was first reported more than 40 years ago 1 and has since been adapted to study a variety of cellular processes, such as subcellular localization of proteins, isolation of intact organelles and targeted gene-inactivation by double stranded RNA interference (RNAi) 2-5. Most of the protoplast isolation protocols use leaf tissues of mature Arabidopsis (e.g. 35-day-old plants) 2-4. We modified existing protocols by employing 14-day-old Arabidopsis seedlings. In this procedure, one gram of 14-day-old seedlings yielded 5 106-107 protoplasts that remain intact at least 96 hours. The yield of protoplasts from seedlings is comparable with preparations from leaves of mature Arabidopsis, but instead of 35-36 days, isolation of protoplasts is completed in 15 days. This allows decreasing the time and growth chamber space that are required for isolating protoplasts when mature plants are used, and expedites the downstream studies that require intact protoplasts.

Isolation of Protoplasts from Tissues of 14-day-old Seedlings of Arabidopsis thaliana

This video shows a procedure for isolating intact protoplasts from tissues of 14-day-old seedlings of Arabidopsis. Given that the isolated protoplasts remain intact for at least 96h and are isolated from seedlings instead of one-month-old mature plants, this procedure expedites assays requiring intact protoplasts.

عزلة Protoplasts من أنسجة لمدة 14 يوما من عمره الشتلات thaliana Arabidopsis</em

Protoplasts are plant cells that have had their cell walls enzymatically removed. Isolation of protoplasts  from different plant tissues was first ...

Investigating Tissue- and Organ-specific Phytochrome Responses using FACS-assisted Cell-type Specific Expression Profiling in Arabidopsis thaliana

Light mediates an array of developmental and adaptive processes throughout the life cycle of a plant. Plants utilize light-absorbing molecules called photoreceptors to sense and adapt to light. The red/far-red light-absorbing phytochrome photoreceptors have been studied extensively. Phytochromes exist as a family of proteins with distinct and overlapping functions in all higher plant systems in which they have been studied1. Phytochrome-mediated light responses, which range from seed germination through flowering and senescence, are often localized to specific plant tissues or organs2. Despite the discovery and elucidation of individual and redundant phytochrome functions through mutational analyses, conclusive reports on distinct sites of photoperception and the molecular mechanisms of localized pools of phytochromes that mediate spatial-specific phytochrome responses are limited. We designed experiments based on the hypotheses that specific sites of phytochrome photoperception regulate tissue- and organ-specific aspects of photomorphogenesis, and that localized phytochrome pools engage distinct subsets of downstream target genes in cell-to-cell signaling. We developed a biochemical approach to selectively reduce functional phytochromes in an organ- or tissue-specific manner within transgenic plants. Our studies are based on a bipartite enhancer-trap approach that results in transactivation of the expression of a gene under control of the Upstream Activation Sequence (UAS) element by the transcriptional activator GAL43. The biliverdin reductase (BVR) gene under the control of the UAS is silently maintained in the absence of GAL4 transactivation in the UAS-BVR parent4. Genetic crosses between a UAS-BVR transgenic line and a GAL4-GFP enhancer trap line result in specific expression of the BVR gene in cells marked by GFP expression4. BVR accumulation in Arabidopsis plants results in phytochrome chromophore deficiency in planta5-7. Thus, transgenic plants that we have produced exhibit GAL4-dependent activation of the BVR gene, resulting in the biochemical inactivation of phytochrome, as well as GAL4-dependent GFP expression. Photobiological and molecular genetic analyses of BVR transgenic lines are yielding insight into tissue- and organ-specific phytochrome-mediated responses that have been associated with corresponding sites of photoperception4, 7, 8. Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) of GFP-positive, enhancer-trap-induced BVR-expressing plant protoplasts coupled with cell-type-specific gene expression profiling through microarray analysis is being used to identify putative downstream target genes involved in mediating spatial-specific phytochrome responses. This research is expanding our understanding of sites of light perception, the mechanisms through which various tissues or organs cooperate in light-regulated plant growth and development, and advancing the molecular dissection of complex phytochrome-mediated cell-to-cell signaling cascades.

Investigating Tissue- and Organ-specific Phytochrome Responses using FACS-assisted Cell-type Specific Expression Profiling in Arabidopsis thaliana

The molecular basis of spatial-specific phytochrome responses is being investigated using transgenic plants that exhibit tissue- and organ-specific phytochrome deficiencies. The isolation of specific cells exhibiting induced phytochrome chromophore depletion by Fluorescence-Activated Cell Sorting followed by microarray analyses is being utilized to identify genes involved in spatial-specific phytochrome responses.

التحقيق في الأنسجة والجهاز محددة الردود فيتوكروم باستخدام نظام مراقبة الأصول الميدانية بمساعدة خلية من نوع التنميط معينة في التعبير thaliana Arabidopsis</em

Light mediates an array of developmental and adaptive processes throughout the life cycle of a plant. Plants utilize light-absorbing molecules called ...

Video Bioinformatics Analysis of Human Embryonic Stem Cell Colony Growth

Because video data are complex and are comprised of many images, mining information from video material is difficult to do without the aid of computer software.  Video bioinformatics is a powerful quantitative approach for extracting spatio-temporal data from video images using computer software to perform dating mining and analysis. In this article, we introduce a video bioinformatics method for quantifying the growth of human embryonic stem cells (hESC) by analyzing time-lapse videos collected in a Nikon BioStation CT incubator equipped with a camera for video imaging. In our experiments, hESC colonies that were attached to Matrigel were filmed for 48 hours in the BioStation CT.  To determine the rate of growth of these colonies, recipes were developed using CL-Quant software which enables users to extract various types of data from video images.  To accurately evaluate colony growth, three recipes were created. The first segmented the image into the colony and background, the second enhanced the image to define colonies throughout the video sequence accurately, and the third measured the number of pixels in the colony over time.  The three recipes were run in sequence on video data collected in a BioStation CT to analyze the rate of growth of individual hESC colonies over 48 hours. To verify the truthfulness of the CL-Quant recipes, the same data were analyzed manually using Adobe Photoshop software. When the data obtained using the CL-Quant recipes and Photoshop were compared, results were virtually identical, indicating the CL-Quant recipes were truthful. The method described here could be applied to any video data to measure growth rates of hESC or other cells that grow in colonies. In addition, other video bioinformatics recipes can be developed in the future for other cell processes such as migration, apoptosis, and cell adhesion.  

Video bioinformatics is the automated processing, analysis, understanding, and data mining of biological spatio-temporal data extracted from microscopic videos. The purpose of this article is to demonstrate a method for measuring human embryonic stem cell colony growth using a video bioinformatics method.

الفيديو المعلوماتية الحيوية تحليل النمو البشري الخلية الجذعية الجنينية كولوني

Because video data are complex and are comprised of many images, mining information from video material is difficult to do without the aid of computer ...

Floral-dip Transformation of Arabidopsis thaliana to Examine pTSO2::&beta;-glucuronidase Reporter Gene Expression

The ability to introduce foreign genes into an organism is the foundation for modern biology and biotechnology. In the model flowering plant Arabidopsis thaliana, the floral-dip transformation method1-2 has replaced all previous methods because of its simplicity, efficiency, and low cost. Specifically, shoots of young flowering Arabidopsis plants are dipped in a solution of Agrobacterium tumefaciens carrying specific plasmid constructs. After dipping, the plants are returned to normal growth and yield seeds, a small percentage of which are transformed with the foreign gene and can be selected for on medium containing antibiotics. This floral-dip method significantly facilitated Arabidopsis research and contributed greatly to our understanding of plant gene function. In this study, we use the floral-dip method to transform a reporter gene, &beta;-glucuronidase (GUS), under the control of TSO2 promoter. TSO2, coding for the Ribonucleotide Reductase (RNR) small subunit3, is a cell cycle regulated gene essential for dNDP biosynthesis in the S-phase of the cell cycle. Examination of GUS expression in transgenic Arabidopsis seedlings shows that TSO2 is expressed in actively dividing tissues. The reported experimental method and materials can be easily adapted not only for research but also for education at high school and college levels.

Floral-dip Transformation of Arabidopsis thaliana to Examine pTSO2::&#946;-glucuronidase Reporter Gene Expression

This article illustrates the floral-dip method of Agrobacterium tumefaciens -mediated transformation of Arabidopsis thaliana. By introducing a cell-cycle regulated promoter-reporter, pTSO2::&beta;-glucuronidase (GUS), into Arabidopsis, we illustrates how one detects GUS reporter expression in transgenic seedlings.

الأزهار وتراجع تحويل thaliana Arabidopsis لتفحص pTSO2 : β غلوكورونيداز التعبير مراسل جين

The ability to introduce foreign genes into an organism is the foundation for modern biology and biotechnology. In the model flowering plant Arabidopsis ...

Arabidopsis thaliana Polar Glycerolipid Profiling by Thin Layer Chromatography (TLC) Coupled with Gas-Liquid Chromatography (GLC)

Biological membranes separate cells from the environment. From a single cell to multicellular plants and animals, glycerolipids, such as phosphatidylcholine or phosphatidylethanolamine, form bilayer membranes which act as both boundaries and interfaces for chemical exchange between cells and their surroundings. Unlike animals, plant cells have a special organelle for photosynthesis, the chloroplast. The intricate membrane system of the chloroplast contains unique glycerolipids, namely glycolipids lacking phosphorus: monogalactosyldiacylglycerol (MGDG), digalactosyldiacylglycerol (DGDG), sulfoquinovosyldiacylglycerol (SQDG)4. The roles of these lipids are beyond simply structural. These glycolipids and other glycerolipids were found in the crystal structures of photosystem I and II indicating the involvement of glycerolipids in photosynthesis8,11. During phosphate starvation, DGDG is transferred to extraplastidic membranes to compensate the loss of phospholipids9,12.
Much of our knowledge of the biosynthesis and function of these lipids has been derived from a combination of genetic and biochemical studies with Arabidopsis thaliana14. During these studies, a simple procedure for the analysis of polar lipids has been essential for the screening and analysis of lipid mutants and will be outlined in detail. A leaf lipid extract is first separated by thin layer chromatography (TLC) and glycerolipids are stained reversibly with iodine vapor. The individual lipids are scraped from the TLC plate and converted to fatty acyl methylesters (FAMEs), which are analyzed by gas-liquid chromatography coupled with flame ionization detection (FID-GLC) (Figure 1). This method has been proven to be a reliable tool for mutant screening. For example, the tgd1,2,3,4 endoplasmic reticulum-to-plastid lipid trafficking mutants were discovered based on the accumulation of an abnormal galactoglycerolipid: trigalactosyldiacylglycerol (TGDG) and a decrease in the relative amount of 18:3 (carbons : double bonds) fatty acyl groups in membrane lipids 3,13,18,20. This method is also applicable for determining enzymatic activities of proteins using lipids as substrate6.

Arabidopsis thaliana Polar Glycerolipid Profiling by Thin Layer Chromatography TLC Coupled with Gas-Liquid Chromatography GLC

Composition of polar lipid extracts and the fatty acid composition of individual glycerolipids are determined in a simple and robust lipid profiling experiment. For this purpose, glycerolipids are isolated by thin layer chromatography and subjected to transmethylation of their acyl groups. Fatty acyl methylesters are quantified by gas-liquid chromatography.

Arabidopsis thaliana التنميط Glycerolipid القطبية التي اللوني طبقة رقيقة (TLC) اقترن اللوني الغاز السائل (GLC)

Biological membranes separate cells from the environment. From a single cell to multicellular plants and animals, glycerolipids, such as ...

Efficient and Rapid Isolation of Early-stage Embryos from Arabidopsis thaliana Seeds

In flowering plants, the embryo develops within a nourishing tissue - the endosperm - surrounded by the maternal seed integuments (or seed coat). As a consequence, the isolation of plant embryos at early stages (1 cell to globular stage) is technically challenging due to their relative inaccessibility. Efficient manual dissection at early stages is strongly impaired by the small size of young Arabidopsis seeds and the adhesiveness of the embryo to the surrounding tissues. Here, we describe a method that allows the efficient isolation of young Arabidopsis embryos, yielding up to 40 embryos in 1 hr to 4 hr, depending on the downstream application. Embryos are released into isolation buffer by slightly crushing 250-750 seeds with a plastic pestle in an Eppendorf tube. A glass microcapillary attached to either a standard laboratory pipette (via a rubber tube) or a hydraulically controlled microinjector is used to collect embryos from droplets placed on a multi-well slide on an inverted light microscope. The technical skills required are simple and easily transferable, and the basic setup does not require costly equipment. Collected embryos are suitable for a variety of downstream applications such as RT-PCR, RNA sequencing, DNA methylation analyses, fluorescence in situ hybridization (FISH), immunostaining, and reporter gene assays.

Efficient and Rapid Isolation of Early-stage Embryos from Arabidopsis thaliana Seeds

We report an efficient and simple method to isolate embryos at early stages of development from Arabidopsis thaliana seeds. Up to 40 embryos can be isolated in 1 hr to 4 hr, depending on the downstream application. The procedure is suitable for transcriptome, DNA methylation, reporter gene expression, immunostaining and fluorescence in situ hybridization analyses.

العزلة الفعالة والسريعة من الأجنة المبكرة مرحلة من<em&gt; thaliana نبات الأرابيدوبسيس</em&gt; بذور

In flowering plants, the embryo develops within a nourishing tissue - the endosperm - surrounded by the maternal seed integuments (or seed coat). As a ...

Metabolic Labeling and Membrane Fractionation for Comparative Proteomic Analysis of Arabidopsis thaliana Suspension Cell Cultures

Plasma membrane microdomains are features based on the physical properties of the lipid and sterol environment and have particular roles in signaling processes. Extracting sterol-enriched membrane microdomains from plant cells for proteomic analysis is a difficult task mainly due to multiple preparation steps and sources for contaminations from other cellular compartments. The plasma membrane constitutes only about 5-20% of all the membranes in a plant cell, and therefore isolation of highly purified plasma membrane fraction is challenging. A frequently used method involves aqueous two-phase partitioning in polyethylene glycol and dextran, which yields plasma membrane vesicles with a purity of 95% 1. Sterol-rich membrane microdomains within the plasma membrane are insoluble upon treatment with cold nonionic detergents at alkaline pH. This detergent-resistant membrane fraction can be separated from the bulk plasma membrane by ultracentrifugation in a sucrose gradient 2. Subsequently, proteins can be extracted from the low density band of the sucrose gradient by methanol/chloroform precipitation. Extracted protein will then be trypsin digested, desalted and finally analyzed by LC-MS/MS. Our extraction protocol for sterol-rich microdomains is optimized for the preparation of clean detergent-resistant membrane fractions from Arabidopsis thaliana cell cultures.
We use full metabolic labeling of Arabidopsis thaliana suspension cell cultures with K15NO3 as the only nitrogen source for quantitative comparative proteomic studies following biological treatment of interest 3. By mixing equal ratios of labeled and unlabeled cell cultures for joint protein extraction the influence of preparation steps on final quantitative result is kept at a minimum. Also loss of material during extraction will affect both control and treatment samples in the same way, and therefore the ratio of light and heave peptide will remain constant. In the proposed method either labeled or unlabeled cell culture undergoes a biological treatment, while the other serves as control 4.

Metabolic Labeling and Membrane Fractionation for Comparative Proteomic Analysis of Arabidopsis thaliana Suspension Cell Cultures

Here we describe a robust method for the fractionation of plant plasma membranes into detergent resistant and detergent soluble membranes based on a mixture of unlabeled and in vivo fully 15N labeled Arabidopsis thaliana cell cultures. The procedure is applied for comparative proteomic studies to understand signaling processes.

الأيضية وصفها وغشاء التقطير للالمقارن تحليل البروتين من<em&gt; نبات الأرابيدوبسيس thaliana</em&gt; الثقافات تعليق خلية

Plasma membrane microdomains are features based on the physical properties of the lipid and sterol environment and have particular roles in signaling ...

A Seed Coat Bedding Assay to Genetically Explore In Vitro How the Endosperm Controls Seed Germination in Arabidopsis thaliana

The Arabidopsis endosperm consists of a single cell layer surrounding the mature embryo and playing an essential role to prevent the germination of dormant seeds or that of nondormant seeds irradiated by a far red (FR) light pulse. In order to further gain insight into the molecular genetic mechanisms underlying the germination repressive activity exerted by the endosperm, a &#34;seed coat bedding&#34; assay (SCBA) was devised. The SCBA is a dissection procedure physically separating seed coats and embryos from seeds, which allows monitoring the growth of embryos on an underlying layer of seed coats. Remarkably, the SCBA reconstitutes the germination repressive activities of the seed coat in the context of seed dormancy and FR-dependent control of seed germination. Since the SCBA allows the combinatorial use of dormant, nondormant and genetically modified seed coat and embryonic materials, the genetic pathways controlling germination and specifically operating in the endosperm and embryo can be dissected. Here we detail the procedure to assemble a SCBA.

A Seed Coat Bedding Assay to Genetically Explore In Vitro How the Endosperm Controls Seed Germination in Arabidopsis thaliana

We present the procedure to assemble a seed coat bedding assay (SCBA) from Arabidopsis thaliana seeds. The SCBA was shown to be a powerful tool to explore genetically and in vitro how the endosperm controls seed germination in dormant seeds and in response to light cues. The SCBA is in principle applicable under any situation where the endosperm is suspected to influence embryonic growth.

معطفا البذور الفراش الفحص لاستكشاف وراثيا<em&gt; في المختبر</em&gt; كيف إنبات البذور في الضوابط السويداء<em&gt; نبات الأرابيدوبسيس thaliana</em

The Arabidopsis endosperm consists of a single cell layer surrounding the mature embryo and playing an essential role to prevent the germination of ...

Histochemical Staining of Arabidopsis thaliana Secondary Cell Wall Elements

Arabidopsis thaliana is a model organism commonly used to understand and manipulate various cellular processes in plants, and it has been used extensively in the study of secondary cell wall formation. Secondary cell wall deposition occurs after the primary cell wall is laid down, a process carried out exclusively by specialized cells such as those forming vessel and fiber tissues. Most secondary cell walls are composed of cellulose (40&#8211;50%), hemicellulose (25&#8211;30%), and lignin (20&#8211;30%). Several mutations affecting secondary cell wall biosynthesis have been isolated, and the corresponding mutants may or may not exhibit obvious biochemical composition changes or visual phenotypes since these mutations could be masked by compensatory responses. Staining procedures have historically been used to show differences on a cellular basis. These methods are exclusively visual means of analysis; nevertheless their role in rapid and critical analysis is of great importance. Congo red and calcofluor white are stains used to detect polysaccharides, whereas M&#228;ule and phloroglucinol are commonly used to determine differences in lignin, and toluidine blue O is used to differentially stain polysaccharides and lignin. The seemingly simple techniques of sectioning, staining, and imaging can be a challenge for beginners. Starting with sample preparation using the A. thaliana model, this study details the protocols of a variety of staining methodologies that can be easily implemented for observation of cell and tissue organization in secondary cell walls of plants.

Histochemical Staining of Arabidopsis thaliana Secondary Cell Wall Elements

Plant cell wall composition varies between tissue types and can include lignin, cellulose, hemicelluloses, and pectin. Various staining techniques have been developed to visualize differences at the cell-type level. This paper is a compilation of commonly used cell wall staining techniques.

تلطيخ النسيجية من<em&gt; نبات الأرابيدوبسيس thaliana</em&gt; الخليوي الثانوية ستريت عناصر

Arabidopsis thaliana is a model organism commonly used to understand and manipulate various cellular processes in plants, and it has been used extensively ...

تحليل "سلوك نمو" نبات التمويل في "نوعيات مختلفة من الضوء"

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

تطبيق فاتح الشفاء الراتنج لاصق الأسنان أو تركيب لأقطاب مجسات Microdialysis في التجارب المزمنة

عزلة Protoplasts من أنسجة لمدة 14 يوما من عمره الشتلات thaliana Arabidopsis

التحقيق في الأنسجة والجهاز محددة الردود فيتوكروم باستخدام نظام مراقبة الأصول الميدانية بمساعدة خلية من نوع التنميط معينة في التعبير thaliana Arabidopsis

الفيديو المعلوماتية الحيوية تحليل النمو البشري الخلية الجذعية الجنينية كولوني

الأزهار وتراجع تحويل thaliana Arabidopsis لتفحص pTSO2 : β غلوكورونيداز التعبير مراسل جين

Arabidopsis thaliana التنميط Glycerolipid القطبية التي اللوني طبقة رقيقة (TLC) اقترن اللوني الغاز السائل (GLC)

العزلة الفعالة والسريعة من الأجنة المبكرة مرحلة من

الأيضية وصفها وغشاء التقطير للالمقارن تحليل البروتين من

معطفا البذور الفراش الفحص لاستكشاف وراثيا

تلطيخ النسيجية من