Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
Eine Push-Pull-Methode zur Erfassung von Pflanzen flüchtigen beschrieben. Die Methode ermöglicht einen Vergleich der flüchtigen von herbivore Ernährung, exogene Methyljasmonat und mechanische Schäden induziert. Diese Technik wird auch eingesetzt, um die flüchtigen Antwort des unbeschädigten Niederlassungen um die Exposition gegenüber flüchtigen Stoffen aus Pflanzenfresser beschädigte Zweige innerhalb Blaubeerpflanzen untersuchen.
Herbivore-induzierten Pflanzen volatiles (HIPVs) werden in der Regel aus Pflanzen nach Pflanzenfresser Angriff 1,2 emittiert. Diese HIPVs werden hauptsächlich durch die defensive Pflanzenhormon Jasmonsäure (JA) und seine flüchtigen derivative Methyljasmonat (MeJA) 3,4,5 geregelt. In den letzten 3 Jahrzehnten haben Forscher belegt, dass HIPVs können abstoßen oder anziehen Pflanzenfresser ziehen die natürlichen Feinde der Herbivoren, und in einigen Fällen können sie auslösen oder prime-Anlage Verteidigung vor Pflanzenfresser Angriff. In einem jüngst veröffentlichten Papier 6, berichtete ich, dass das Füttern von Schwammspinner-Raupen, exogene MeJA Anwendung und mechanische Beschädigungen verursachen die Emissionen von flüchtigen Stoffen aus Blaubeerpflanzen, wenn auch anders. Darüber hinaus blueberry Zweige HIPVs aus den benachbarten Zweigen der gleichen Pflanze durch die Anhebung der JA und Widerstand gegen Pflanzenfresser (dh direkte Anlage Verteidigung) emittiert reagieren und durch Priming flüchtige Emissionen (dh indirekte Anlage Abwehrkräfte). Ähnliche findenIngs wurden kürzlich für sagebrush 7, Pappel 8 und Limabohnen 9 gemeldet ..
Hier beschreibe ich einen Push-Pull-Methode für das Sammeln Heidelbeeren volatiles durch Pflanzenfresser (Schwammspinner) Fütterung, exogene MeJA Anwendung und mechanische Schäden induziert. Der flüchtige Sammlung besteht aus einem 4 L flüchtigen Sammelraum, eine 2-teilige Guillotine, einem Luftzufuhr-System, dass einströmende Luft reinigt und mit einem Vakuumsystem verbunden, um eine Falle mit Super-Q Adsorbens gefüllt, um flüchtige Stoffe 5,6,10 sammeln . Volatile in Super-Q-Fallen gesammelt werden mit Dichlormethan eluiert und dann getrennt und quantifiziert mittels Gaschromatographie (GC). Diese flüchtigen Sammlung Methode wurde verwendet, n meinem Studium 6, um die flüchtigen Antwort unbeschädigt Niederlassungen um die Exposition gegenüber flüchtigen Stoffen aus Pflanzenfresser beschädigte Zweige innerhalb Blaubeerpflanzen untersuchen. Diese Methoden werden hier beschrieben. Kurz gesagt, sind unbeschädigt blueberry Zweige HIPVs ausgesetzt herm benachbarten Niederlassungen innerhalb der gleichen Anlage. Mit der gleichen oben beschriebenen Techniken sind flüchtige Stoffe aus Zweigen nach der Exposition gegenüber HIPVs emittiert gesammelt und analysiert.
1. Lokale Induktion von flüchtigen: Pflanzenfresser Schäden
2. Lokale Induktion von flüchtigen: mechanische Beschädigung
3. Lokale Induktion von flüchtigen: MeJA
4. Systemische Induktion von flüchtigen: interne Signalisierung
5. Vascular-Konnektivität
6. Die Exposition gegenüber HIPVs: externe Signalisierung
7. Die Exposition gegenüber HIPVs: Grundieren
8. Sammlung von flüchtigen
9. Die Analyse der flüchtigen
10. Repräsentative Ergebnisse:
Zweiundzwanzig flüchtigen Bestandteile aus Heidelbeere Blätter (Abb. 6) identifiziert. Abbildung 7 zeigt ein repräsentatives Chromatogramm der unbeschädigten Heidelbeere Blätter und Blätter durch die Fütterung Schwammspinner beschädigt. Mechanische Schäden und Fütterung von Schwammspinner-Raupen erhöhte flüchtige Emissionen vor Ort aus Heidelbeere Blätter im Vergleich zur Kontrollgruppe (Abbildung 8). Im Vergleich zum Raupe füttern, veranlasste die MeJA Behandlung 11 der 17 Verbindungen, die durch Schwammspinner (Abbildung 9) induziert. Es gab jedoch keine Anzeichen einer systemischen Induktion von flüchtigen Stoffen aus unbeschädigten Blättern der Schwammspinner-geschädigten Pflanzen 7 Tage nach der ersten Fraßschäden (dh mangelnde interne Signalisierung) (Abbildung 10). Darüber hinaus, nach einer Woche, sehr langsam bewegenment des roten Farbstoffes wurde unter Zweigen Blaubeerpflanzen (Abbildung 11) beobachtet. Es gab hohen vaskulären Konnektivität zwischen Blättern in einem einzigen Zweig. Allerdings gab es mittel-bis Low-Konnektivität zwischen zwei Zweige vertikal innerhalb einer Schießerei ausgerichtet und niedrig-Konnektivität zwischen zwei Zweige auf gegenüberliegenden Seiten eines zu schießen.
Es gab keinen Unterschied zwischen Mengen von flüchtigen Stoffen aus Zweigen ausgesetzt HIPVs im Vergleich zu denen nicht HIPVs (Abbildung 12) ausgesetzt emittiert. Allerdings wirken HIPVs als externe defensive Signale in Blaubeeren. Schwammspinner-Raupen auf den Blättern gefüttert zuvor HIPVs verbraucht 71% weniger Blattmaterial als jene gefüttert unbelichteten Kontrolle Blätter (Abbildung 13) ausgesetzt. Darüber hinaus wurden Mengen an flüchtigen pro Menge Blattfläche in HIPV ausgesetzt Niederlassungen verbraucht emittiert 4-fach höher im Vergleich zu unbelichteten Äste (Abbildung 14), was darauf hinweist, dass Blätter von HIPV-ex gestellt Filialen wurden stärker auf Herbivorie (dh, sie wurden grundiert).
Abbildung 1. Eine Push-Pull-System wird verwendet, um flüchtige Stoffe aus Heidelbeeren Pflanzen zu sammeln. Die Pflanzen sind in Glas Kammern gelegt und saubere Luft ist über sie hinweggegangen. Ein Filter mit einem Adsorbens Material wurde auf der Seite der jeweiligen Kammer zu fangen flüchtige Stoffe aus der Anlage emittierten befestigt. Ein Vakuum wird benutzt, um Luft aus dem Inneren der Kammer ziehen durch den Filter.
Abbildung 2. Um die systemischen flüchtige Antwort von Blaubeerpflanzen Studie wurden niedrigere blueberry Zweige entweder durch Schwammspinner-Raupen (rechte Kammer) oder links unbeschädigt (linke Kammer) beschädigt. Nach 2 Tagen (am Tag 3), wurden flüchtige Stoffe aus unbeschädigten oberen Zweige aus beschädigten und unbeschädigten Pflanzen gesammelt.
Abbildung 4. Um zu testen, ob Blätter unbeschädigt Zweige sind "grundiert" nach der Exposition gegenüber HIPVs, Versuche wurden wiederholt, wie in Abbildung 3 beschrieben, aber Schwammspinner-Raupen wurden auf HIPV-belichteten und unbelichteten Niederlassungen in jedem flüchtigen Sammelkammer platziert.
g "alt =" Bild 5 "/>
Abbildung 5. Nach flüchtigen Sammlungen Proben werden auf einem Gaschromatographen (GC) injiziert, um zu identifizieren und zu quantifizieren, die flüchtigen Bestandteile aus Blaubeerpflanzen emittiert.
Abbildung 6. Mindestens 22 Verbindungen aus Heidelbeere Blätter abgegeben.
Abbildung 7. Typische Chromatographen aus unbeschädigten Heidelbeere Blätter und Blätter beschädigt Schwammspinner-Raupen. Flüchtige Stoffe werden in sehr geringen Mengen aus unbeschädigten Heidelbeere Blätter abgegeben. Allerdings, wenn Blätter von Schwammspinner-Raupen beschädigt sind, erhöhte Emission von flüchtigen dramatisch.
Abbildung 8. Die Grafik zeigt die Mengen von jedem von 22 flüchtigen Stoffen aus unbeschädigten Blättern, m emittiertechanically geschädigten Blätter und Blätter von Schwammspinner-Raupen beschädigt. Künstliche Schäden in Höhe von Blattfläche von Raupen entfernt imitieren erhöhte flüchtige Emissionen aus Heidelbeere Blätter, sondern die Reaktion war anders als die flüchtigen Reaktion der Blätter Schwammspinner Fütterung.
Abbildung 9. Getestet, ob die JA-Weg flüchtigen Emissionen in Heidelbeere Blätter reguliert. Die Pflanzen wurden mit unterschiedlichen Mengen an MeJA gesprüht. Ich fand, dass steigende Konzentrationen von exogen-Anwendung MeJA Emissionen von flüchtigen stieg von Heidelbeere Blätter.
Abbildung 10 dargestellt. Die Grafik zeigt die Gesamtbeträge von flüchtigen Stoffen aus steuern blueberry Äste und Zweige aus unbeschädigten von Schwammspinner beschädigt Pflanzen (systemische Reaktion) emittiert. Flüchtige Bestandteile wurden für einen zu sammelntal von 7 aufeinanderfolgenden Tagen. Ich fand keine systemische Induktion von flüchtigen sogar 7 Tage nach dem ersten Schaden an unteren Zweigen der Pflanzen.
Abbildung 11. Ich Rhodamin-B (roter Farbstoff), um den Grad der vaskulären Konnektivität zwischen Niederlassungen in Blaubeerpflanzen bestimmen. Ich fand, dass ca.. 80%, 20%, 5% und 0% der Blätter von Zweigen, die den Farbstoff, Äste direkt über dem Zweig mit dem Farbstoff, Niederlassungen in der gesamten Branche mit Farbstoff, und Niederlassungen in einem anderen schießen innerhalb einer Heidelbeere Pflanze befindet, wurden jeweils voll mit dem Farbstoff angefärbt.
Abbildung 12. Die Grafik zeigt die Menge an flüchtigen Stoffen aus Zweigen ausgesetzt HIPVs und unbelichteten Filialen abgegeben. Ich fand, dass die Exposition zu HIPVs hatte keinen Einfluss auf flüchtige Emissionen in Nachbarländernlangweilig unbeschädigt blueberry Filialen.
Abbildung 13. Die Grafik zeigt die Menge der Fütterung von Schwammspinner-Raupen auf Heidelbeer-Filialen ausgesetzt HIPVs und unbelichteten Filialen. Raupen auf HIPV ausgesetzt Niederlassungen verbraucht weniger Menge an Laub im Vergleich zu denen auf unbelichteten Filialen.
Abbildung 14. Wenn ich die Emissionsrate pro Fläche verbraucht berechnet, fand ich, dass HIPV ausgesetzt Filialen hatte Emissionsraten von flüchtigen gegenüber unbelichteten Filialen erhöht, was darauf hinweist, dass die Exposition zu HIPVs grundierten Blättern in blueberry Niederlassungen für eine erhöhte flüchtige Antwort.
Die Push-Pull-flüchtige Sammlung hier beschriebenen Apparatur stellt eine standardisierte Methode für Headspace-Sammlungen pflanzengenetischer volatiles. Dieses Gerät wurde verwendet, um die flüchtigen Reaktion der Heidelbeere Blätter Herbivorie von Schwammspinner-Raupen bestimmen und auch mir erlaubt, neue Beweise für die Rolle des HIPVs in innerbetrieblichen Signalisierung bieten.
Die hier vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass Raupe füttern, exogen-Anwendung MeJA und mechanische Ver...
Ich habe nichts zu offenbaren
Der Autor dankt Robert Holdcraft für die technische Unterstützung. Diese Studie wurde teilweise durch einen USDA CSREES Spezielle Grant (2009-34155-19957) und Luke Fonds (NJ08192) finanziert.
Name des Reagenzes | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare |
Volatile Sammelkammern | Analytical Research Systems, Inc. | VCC-G6X12DT-1P | Gainesville, FL |
Air Kompressor, 20 gal, ölfrei, 2 PS | Nach Westen | 3JR71 | Verkauft von Grainger, Inc. |
Air Liefersystem | Analytical Research Systems, Inc. | VCS-ADS-4AFM4C | Gainesville, FL |
Air Sammelsystem | Analytical Research Systems, Inc. | VCS-MVCS-4CX1P | Gainesville, FL |
Vakuumpumpe 100-150V, ¼ PS | Gast Manufacturing, Inc. | 4F740 | Verkauft von Grainger, Inc. |
Methyljasmonat | Sigma-Aldrich | J2500 | St. Louis, MO |
Tween-20 | Sigma-Aldrich | 93773 | St. Louis, MO |
Rhodamin-B | Sigma-Aldrich | St. Louis, MO | |
Plastic Sprühflaschen, 2 Unzen | Setco Inc. | Cranbury, NJ | |
Spun Polyester Ärmel | Rockingham Opportunities Corp | Reidsville, NC | |
Super-Q flüchtige Sammlung Fallen | Analytical Research Systems, Inc. | VCT-1/4X3-SPQ | Gainesville, FL |
Scion Image Software | Scion Inc. | Frederick, MD | |
Dichlormethan | Sigma-Aldrich | 270997 | St. Louis, MO |
Gaschromatograph HP 6890 | Hewlett Packard | ||
Gaschromatograph Varian 3400 | Varian | ||
n-Octan | Sigma-Aldrich | 296988 | St. Louis, MO |
Massenspektrometer MAT 8230 | Finnigan | San Jose, CA | |
HP-1 GC-Säule | Agilent Technologies | Palo Alto, CA | |
MDN-5S GC-Säule | Supelco, Inc. | Bellefonte, PA |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten