We are indebted to Xuefei Yang, Sabine Both, Lin Chen and Kaitian Wang for coordinating the fieldwork and establishing the BEF-China experiment. We are also grateful to the whole BEF-China research group for their general support. BEF-China is mainly funded by the German Research Foundation (DFG FOR 891/1 and 2) and funding for this particular project was provided by the German Research Foundation to H.B. (DFG BR 1698/9-2). We are also thankful for the travel grants and summer schools financed by the Sino-German Centre for Research Promotion in Beijing (GZ 524, 592, 698, 699 and 785). In addition we would like to thank David Eichenberg, Michael Staab, Katja Grotius, Silvana Tornack, Lin Chen, and Shouren Zhang for their support in the field and in the lab.

1. stomatäre Leitfähigkeit <ol><li> Messungen der stomatäre Leitfähigkeit HINWEIS: Die benutzte eine einfache Art von stationären Porometer (Decagon SC1) Autoren. Die Porometer-Design hat den Vorteil der geringen Größe, intuitive manuelle Bedienung und hohe Zuverlässigkeit. Bei der Messung stomatäre Leitfähigkeit im Bereich, stellen Sie sicher, um den Abstand zwischen der gemessenen Individuen für eine wiederholte Messzyklus zu minimieren, die effizienteste möglich sein. </li><li> Wählen Blättern von verschiedenen Arten und Individuen nach einer reproduzierbaren Musters (gleiche Höhe, gleiche Exposition derselben Position innerhalb der Anlage, wenn möglich nur von dem gleichen Knoten und nur von einer Kategorie, Sonne und Schatten Blätter, etc.). <ol><li> Nur Maßnahme Blätter in gesunden, nicht beschädigt ist und voll entwickelten Zustand. Markieren die Blätter an den Personen (beispielsweise durch Kabelbinder oder Farbband), um sicherzustellen, dass die wiederholten Messungen werden auf dem gleichen Blatt gemacht. HINWEIS: Measurements der stomatäre Leitfähigkeit sollte nur auf Blattoberfläche vorgenommen werden, während die Vermeidung der Mittelrippe und starke Blattadern. </li><li> Starten Sie Messungen in den frühen Morgenstunden vor Sonnenaufgang unter fünf vor zehn Wiederholungsmessungen bis Stomata Leitwerte zeigt einen deutlichen Rückgang am Mittag. HINWEIS: Eine tägliche Verlauf der Messungen gute Daten für die Analyse der Beziehungen zwischen VPD und stomatäre Leitfähigkeit zu liefern. </li></ol></li><li> Vpd Messungen <ol><li> Mit jedem g S-Messung, Aufzeichnung Temperatur und relative Feuchtigkeit vorzugsweise mit tragbaren Logger, um die Bedingungen an der Position des gleichen Blatt direkt zu messen. Für die Berechnung der Dampfdruck Defizit verwenden Sie die August-Roche Magnus Formel 15. </li></ol></li></ol><img alt="Gleichung 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52738/52738eq1.jpg" width="300" /> E s = Sättigungswasserdampfdruck [hPa] <ol start="4"><li> Modell g S - VPD Antwort <ol><li> Jetzt Grundstück Arten weise alle g S Daten gegen VPD, die Kombination aller täglichen Kurse der einzelnen Blätter in einer Analyse pro Spezies. Entpacken Sie die für die Suche nach dem maximalen Wert aus den stomatäre Leitfähigkeit Daten beobachtet Maximalwert. So skalieren Sie das Modell für Arten weise Vergleichbarkeit, teilen die beobachteten Werte durch die für diese Spezies (g S / g SMAX) beobachtete Maximalwert. </li><li> Für jede Art, die zurückbilden Logits von g S (g S / g SMAX) bis VPD und dem quadratischen Term der VPD Verwendung eines verallgemeinerten linearen Modell mit einer binomischen Fehlerverteilung (a, b und c Regressionsparameter): </li></ol></li></ol><img alt="Gleichung 2" src="/files/ftp_upload/52738/52738eq2.jpg" width="300" /><img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52738/52738fig1highres.jpg" wreite = &quot;700&quot; /&gt; Abbildung 1. Beispiel der aufgetragenen Werte und des angepassten Modells für g S -. VPD stomatäre Leitfähigkeit als Funktion der Dampfdruckdefizit für die Gattung Liquidambar formosana. Leere Punkte stellen die beobachteten Werte. (A) Maximale stomatäre Leitfähigkeit wurde die VPD bei maximaler stomatäre Leitfähigkeit und meine stomatäre Leitfähigkeit von der absoluten daher nicht skaliert stomatäre Leitfähigkeit (g S) Daten extrahiert. (B) Scaled stomatäre Leitfähigkeit Daten (g S / g SMAX) wurden aufgetragen, um die relativen Parameter zu extrahieren (wie gefüllte Punkte dargestellt) 20. Re-print mit Genehmigung aus 20. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52738/52738fig1highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52738/52738fig2highres.jpg" width = &quot;400&quot; /&gt; Abbildung 2. Alle Einbaumodelle für alle Arten. Modell Graphen für die stomatäre Leitfähigkeit Daten VPD Regression für alle Tierarten. Immergrünen Arten sind durch schwarze Linien, Laubbaumarten durch rote Linien 20 dargestellt. Re-Print mit Genehmigung aus 20. HINWEIS: Mit den Logits statt Regression g S direkt an VPD, führt zu dem Punkt, dass Höchstwerte modelliert weiß g SMAX nicht überschreitet und g S gegen 0 bei hohen VPD. <ol start="5"><li> Auszug Parameter der Spaltöffnungsregelung für jede Art <ol><li> Berechnen absolute modellierten g SMAX-Werte (MaxFit in 1B). Um dies zu tun, die Berechnung der VPD bei maximaler stomatäre Leitfähigkeit von der Einstellung der ersten Ableitung 1.4.2 auf Null, die VPD gsMaxFit = -b / 2a gibt. Legen VPD gsMaxFit in die Formel von 1.4.2 und anzuheben, um die Macht des E um MaxFit erhalten. Berechnen Sie die mean aller Leitfähigkeitsmessungen pro Art (siehe 1A). HINWEIS: Verwenden Sie Statistiksoftware R (http://www.r-project.org). </li><li> (1) stomatäre Leitfähigkeit und VPD am Maximum des Modells (MaxFit) und (2) VPD: Um relative Werte, von der skalierten Modells (g S / g SMAX), extrahieren stomatäre Leitfähigkeit und VPD Werte für die folgenden zwei Punkte berechnen an dem zweiten Wendepunkt der Kurve (siehe 1B). Multiplizieren Sie diese Werte von g SMAX um absolute g S-Werte für diese Punkte zu erhalten. Siehe Abbildung 2 für eine vollständige Überlagerung der einzelnen Modelle aller 39 Arten analysiert. </li></ol></li></ol> 2. Messungen der Stomata Traits <ol><li> Proben nehmen vorzugsweise genau den gleichen Blättern, die für die Messungen der Leitfähigkeit Stomata verwendet wurden. Wenn dies nicht möglich ist, gelten die gleichen Selektionsverfahren, das angewendet wurde, um die Blätter zu wählenfür die Spaltöffnungsleitfähigkeitsmessungen, vorzugsweise auf den gleichen Individuen. </li><li> Eine dünne Schicht aus farblosem, schnell trocknend Nagellack (Test verschiedener Marken, einige sind besser geeignet als andere), um einer frischen Probe. Werden die Proben nicht sofort verarbeitet werden, speichern sie in 70% igem Alkohol. Nach der Nagellack ausgetrocknet ist, vorsichtig schälen den Eindruck von dem Blatt und gehen für die mikroskopische Analyse, wie bei einem normalen Blattprobe. Hinweis: Im Fall von Blättern mit hoher Dichte trichome einem vorhergehenden Schritt des Aufbringens Natriumhydroxid oder eine 1: 1-Lösung von Essigsäure und Sauerstoff Peroxid zu besseren Ergebnissen führen. </li><li> Lichtmikroskop analytics <ol><li> Schließen Sie eine Kamera an einem optischen Mikroskop in der Lage Vergrößerungen zwischen 40X zu 400X. Nachdem die Kamera mit dem Mikroskop verbunden ist, passen Sie die Bilder zur optischen Vergrößerung und Auflösung des Bildes, zum Beispiel genommen, mit Hilfe einer Skala. </li><li> Verwendung Open Source image Verarbeitungssoftware wie ImageJ 16 analysiert diese Bilder. <ol><li> Zeichnen Sie eine Form mit der Form-Werkzeug aus der Bildanalyse-Tool auf das Bild in einem Gebiet ohne Schmutz, Daumen druckt, Schadstellen oder großen Blattadern. Zählen Spaltöffnungen in diesem Bereich und in der Summe von mindestens 50000 &amp; mgr; m 2 pro Probe. </li><li> Messen Sie Stomata Schutzzelle Länge und Porenlänge. Berechnen Sie die Anzahl der Spaltöffnungen pro mm 2. Berechnen stomatal Index als das Verhältnis der Dichte der Stomata auf die Zellzahl pro mm 2 epidermale. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. Bewertung der Nervatur Traits HINWEIS: Für die Bestimmung der Blattader Züge, ein modifiziertes ein Protokoll von Sack &amp; Scoffoni 17 eingesetzt wurde. <ol><li> Probenvorbereitung HINWEIS: Um die Sichtbarkeit der Blattadern zu optimieren, werden die Blätter zunächst gebleicht und anschließend mit Safranin und Malachitgrün gefärbt. <ol><li> Um die leav bleichenes, lassen Sie sie mindestens 72 Stunden in 50% Lösung von Entfärber (Test verschiedener Marken, wieder einige vielleicht besser funktionieren). Alternativ dazu 5% NaOH-Lösung oder 10% iger KOH-Lösung oder 25% H 2 O 2 -Lösung. </li><li> Die Lösung wird bis zu 30 ° C oder kombinieren Sie die verschiedenen Lösungen aus Schritt 3.1.1 für eine bessere Wirkung. Mehrmals gründlich in Wasser danach. Anpassung des Bleichverfahrens für den spezifischen Art abhängig von ihrer Blatteigenschaften. HINWEIS: Dickere Blätter müssen längere Lösung Badewanne und oder den aggressiveren Lösungen. Dünner und zarten Blätter können zu einer zufrieden Grad in weniger als 72 Stunden gebleicht werden. </li><li> Färben die Blätter legen Sie sie in 100% Ethanol. Färben sie für 2-30 min in 1% Safraninlösung. Zur Färbung zu verbessern, fügen Sie eine zusätzliche Behandlung mit 1% Malachitgrün-Lösung nur für einige Sekunden. Passen Sie das Protokoll zu jeder Art in Bezug auf Zeitpunkt und Intensität, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Spülen seVeral mals in Wasser danach. Wenn die Blätter tief gefärbt sind, kann es einige Zeit in Ethanol oder Entfärber helfen. </li></ol></li><li> Probenanalyse <ol><li> Scannen Sie die Blätter mit einer Hintergrundbeleuchtung-Scanner mit einer Auflösung von ca. 1200 dpi. Ordnen Sie die Scans auf die Auflösung des Bildes, zum Beispiel genommen, mit Hilfe einer Skala, um sicherzustellen, dass Pixellänge lassen sich auf absolute Länge Maßnahmen des gescannten Blattes zurückverfolgt werden. </li><li> Messen Fläche, Umfang, Länge und Breite der Blätter. Berechnen mehrerer Indizes, zB Länge / Breite und Umfang 2 / Fläche. Schneiden Sie ein 1 von 1 cm Rechteck aus der Mitte des Bildes. Messen Sie den Durchmesser der Venen von erster und zweiter Ordnung (beinhalten nicht die Hauptmittel Vene). Messen Sie die Länge aller Adern der erste Auftrag in diesem Quadrat (Venendichte). </li></ol></li></ol> 4. Bewertung der Andere Blatt Traits HINWEIS: Asses typischen Blatt Merkmale wie spezifischesBlattfläche (SLA), Blatttrockensubstanzgehalt (LDMC), Blattfläche, Elementgehalte, Blatt Gewohnheit, Blatt Fiederung, Blattverbindungstyp, der Rand des Blattes Typ usw. folgenden etablierten Protokollen 18,19. <ol><li> Beobachtungsblattmerkmale <ol><li> Beurteilen Blatt Fiederung, Blattverbindungstyp, der Rand des Blattes Art und das Vorhandensein von Nektarien extrafloralen 18,19 durch Beobachtung im Feld. </li></ol></li><li> Analytische Blattmerkmale <ol><li> Sammeln frischen Blattproben, vorzugsweise auf den gleichen Personen wie bei den anderen Messungen, zur Bestimmung der spezifischen Blattfläche (SLA), die Blattfläche und Blatttrockensubstanzgehalt (LDMC) 18,19. Nach 48 Stunden im Trockenschrank bei 80 ° C, gemessen Elementgehalte und Verhältnisse, vorzugsweise auf den gleichen Blättern. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Schulze, E. -. D., Kelliher, F., K&#246;rner, C., Lloyd, J., Leuning, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationships+among+maximum+stomatal+conductance,+ecosystem+surface+conductance,+carbon+assimilation+rate,+and+plant+nitrogen+nutrition:+a+global+ecology+scaling+exercise.">Relationships among maximum stomatal conductance, ecosystem surface conductance, carbon assimilation rate, and plant nitrogen nutrition: a global ecology scaling exercise.</a> Annual Review of Ecology and Systematics. 25 (1), 629-662 (1994).</li><li>Chaturvedi, R. K., Raghubanshi, A. S., Singh, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+tree+seedlings+in+a+tropical+dry+forest+in+relation+to+soil+moisture+and+leaf+traits.">Growth of tree seedlings in a tropical dry forest in relation to soil moisture and leaf traits.</a> Journal of Plant Ecology. 6 (2), 158-170 (2013).</li><li>Santiago, L. S., Kim, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlated+evolution+of+leaf+shape+and+physiology+in+the+woody+Sonchus.+alliance+(Asteraceae:+Sonchinae)+in+Macaronesia.">Correlated evolution of leaf shape and physiology in the woody Sonchus. alliance (Asteraceae: Sonchinae) in Macaronesia.</a> International Journal of Plant Sciences. 170 (1), 83-92 (2009).</li><li>Aasamaa, K., Sober, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydraulic+conductance+and+stomatal+sensitivity+in+six+deciduous+tree+species.">Hydraulic conductance and stomatal sensitivity in six deciduous tree species.</a> Biologia Plantarum. 44 (1), 65-73 (2001).</li><li>Waring, R. H., Chen, J., Gao, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant-water+relations+at+multiple+scales:+integration+from+observations,+modeling+and+remote+sensing.">Plant-water relations at multiple scales: integration from observations, modeling and remote sensing.</a> Journal of Plant Ecology-UK. 4, 1-2 (2011).</li><li>Oren, R., Sperry, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survey+and+synthesis+of+intra-+and+interspecific+variation+in+stomatal+sensitivity+to+vapour+pressure+deficit.">Survey and synthesis of intra- and interspecific variation in stomatal sensitivity to vapour pressure deficit.</a> Plant, Cell and Environment. 22 (12), 1515-1526 (1999).</li><li>Leuning, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+critical+appraisal+of+a+combined+stomatal-photosynthesis+model+for+C3+plants.">A critical appraisal of a combined stomatal-photosynthesis model for C3 plants.</a> Plant, Cell and Environment. 18 (4), 339-355 (1995).</li><li>Patan&#232;, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leaf+area+index,+leaf+transpiration+and+stomatal+conductance+as+affected+by+soil+water+deficit+and+vpd+in+processing+tomato+in+semi+arid+mediterranean+climate.">Leaf area index, leaf transpiration and stomatal conductance as affected by soil water deficit and vpd in processing tomato in semi arid mediterranean climate.</a> Journal of Agronomy and Crop Science. 197 (3), 165-176 (2011).</li><li>Jarvis, A. J., Davies, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+coupled+response+of+stomatal+conductance+to+photosynthesis+and+transpiration.">The coupled response of stomatal conductance to photosynthesis and transpiration.</a> Journal of Experimental Botany. 49 (Special Issue), 399-406 (1998).</li><li>Roelfsema, M. R. G., Hedrich, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+the+light+of+stomatal+opening:+new+insights+into+&#8220;the+Watergate.&#8221;.">In the light of stomatal opening: new insights into &#8220;the Watergate.&#8221;.</a> New Phytologist. 167 (3), 665-691 (2005).</li><li>Wong, S. C., Cowan, I. R., Farquhar, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stomatal+conductance+correlates+with+photosynthetic+capacity.">Stomatal conductance correlates with photosynthetic capacity.</a> Nature. 282 (5737), 424-426 (1979).</li><li>Sobrado, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydraulic+conductance+and+water+potential+differences+inside+leaves+of+tropical+evergreen+and+deciduous+species.">Hydraulic conductance and water potential differences inside leaves of tropical evergreen and deciduous species.</a> Biologia Plantarum. 40 (4), 633-637 (1998).</li><li>Zhang, Y. -. J., Meinzer, F. C., Qi, J. -. H., Goldstein, G., Cao, K. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Midday+stomatal+conductance+is+more+related+to+stem+rather+than+leaf+water+status+in+subtropical+deciduous+and+evergreen+broadleaf+trees.">Midday stomatal conductance is more related to stem rather than leaf water status in subtropical deciduous and evergreen broadleaf trees.</a> Plant, Cell and Environment. 36 (1), 149-158 (2013).</li><li>Aerts, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+advantages+of+being+evergreen.">The advantages of being evergreen.</a> Trends in Ecology, &amp; Evolution. 10 (10), 402-407 (1995).</li><li>Murray, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+computation+of+saturation+vapor+pressure.">On the computation of saturation vapor pressure.</a> Journal of Applied Meteorology. 6 (1), 203-204 (1967).</li><li>Scoffoni, C., Sack, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+leaf+vein+traits.">Quantifying leaf vein traits.</a> PrometheusWiki. , (2011).</li><li>Cornelissen, J. H. C., Lavorel, S., 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+handbook+of+protocols+for+standardised+and+easy+measurement+of+plant+functional+traits+worldwide.">A handbook of protocols for standardised and easy measurement of plant functional traits worldwide.</a> Australian Journal of Botany. 51 (4), 335-380 (2003).</li><li>Perez-Harguindeguy, N., D&#237;az, S., 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=New+handbook+for+standardised+measurement+of+plant+functional+traits+worldwide.">New handbook for standardised measurement of plant functional traits worldwide.</a> Australian Journal of Botany. 61 (3), 167-234 (2013).</li><li>Kr&#246;ber, W., Bruelheide, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transpiration+and+stomatal+control:+A+cross-species+study+of+leaf+traits+in+39+evergreen+and+deciduous+broadleaved+subtropical+tree+species.">Transpiration and stomatal control: A cross-species study of leaf traits in 39 evergreen and deciduous broadleaved subtropical tree species.</a> Trees. 28 (3), 901-914 (2014).</li><li>Larcher, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physiological plant ecology. , 514 (2003).</li><li>Bunce, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+transpiration+control+stomatal+responses+to+water+vapour+pressure+deficit.">Does transpiration control stomatal responses to water vapour pressure deficit.</a> Plant, Cell and Environment. 20 (1), 131-135 (1997).</li><li>Bunce, 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=How+do+leaf+hydraulics+limit+stomatal+conductance+at+high+water+vapour+pressure+deficits.">How do leaf hydraulics limit stomatal conductance at high water vapour pressure deficits.</a> Plant, Cell and Environment. 29 (8), 1644-1650 (2006).</li><li>Poorter, L., Bongers, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leaf+traits+are+good+predictors+of+plant+performance+across+53+rain+forest+species.">Leaf traits are good predictors of plant performance across 53 rain forest species.</a> Ecological Sciences of America. 87 (7), 1733-1743 (2006).</li><li>Juhrbandt, J., Leuschner, C., H&#246;lscher, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+maximal+stomatal+conductance+and+leaf+traits+in+eight+Southeast+Asian+early+successional+tree+species.">The relationship between maximal stomatal conductance and leaf traits in eight Southeast Asian early successional tree species.</a> Forest Ecology and Management. 202 (1-3), 245-256 (2004).</li><li>Brodribb, T. J., Holbrook, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leaf+physiology+does+not+predict+leaf+habit;+examples+from+tropical+dry+forest.">Leaf physiology does not predict leaf habit; examples from tropical dry forest.</a> Trees. 19 (3), 290-295 (2005).</li><li>Kr&#246;ber, W., Zhang, S., Ehmig, M., Bruelheide, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xylem+hydraulic+structure+and+the+Leaf+Economics+Spectrum+-+A+cross-species+study+of+39+evergreen+and+deciduous+broadleaved+subtropical+tree+species.">Xylem hydraulic structure and the Leaf Economics Spectrum - A cross-species study of 39 evergreen and deciduous broadleaved subtropical tree species.</a> PLOS ONE. 9 (11), e109211 (2014).</li><li>Kr&#246;ber, W., Heklau, H., Bruelheide, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leaf+morphology+of+40+evergreen+and+deciduous+broadleaved+subtropical+tree+species+and+relationships+to+functional+ecophysiological+traits.">Leaf morphology of 40 evergreen and deciduous broadleaved subtropical tree species and relationships to functional ecophysiological traits.</a> Plant Biology. 17 (2), 373-383 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Die Parameter der Stomata Regulierung durch die in dieser Arbeit vorgestellten Verfahren extrahiert streichen die Bedeutung der Stomata Merkmalen, wie Stomata Dichte und Stomata Index. Diese neuen Beziehungen zeigen das Potenzial der Verknüpfung von Parametern aus physiologischen Modelle zur morphologischen, anatomischen und chemischen Blatt traits 20. Im Vergleich zu anderen Methoden der vorliegende Ansatz hat den Vorteil der Erfassung eine einzigartige und eindeutige VPD Wert, bei dem stomatäre Leitfähigkeit auf die Hälfte des modellierten g s maximale herunterreguliert. Aller Schritte im Protokoll erläutert die kritischsten sind die Messungen der stomatäre Leitfähigkeit. Aufgrund der multifaktoriellen Regulierung der stomatäre Leitfähigkeit Umgebungswetterbedingungen haben einen starken Einfluss auf g S. Stomatäre Leitfähigkeit Messungen bei hohen relativen Luftfeuchte und niedrige Lichtintensität kann unzuverlässig 21-23 sein. In Bezug auf die morphologischen und Anatomical Züge sollte das Protokoll immer den in die Studie aufgenommen Zielarten angepasst werden. Insbesondere in der Vene Dichteanalyse sollte die Dauer des Bleichens und Färbung der Blätter variiert werden, abhängig von Blattstruktur und Zähigkeit. Potenzielle Einschränkungen der Methode sind Arten, für die Messungen der stomatäre Leitfähigkeit unmöglich oder kompliziert und anfällig aufgrund außergewöhnlicher Blattformen Irrtum. Dies kann Koniferen und Gräser mit sehr schmalen Blattspreiten sind. Unsere Ergebnisse bestätigen zum Teil die erste Hypothese einer Verbindung zwischen stomatäre Leitfähigkeit Parameter und Blattmerkmale des Blattes Wirtschaftswissenschaften Spektrum (LES), die sich auf mehrere andere Studien entspricht. Zum Beispiel Poorter und Bongers (2006) 24 berichtet, eine enge Verbindung zwischen g S und Charakterzüge von der LES, beispielsweise dargestellt, wobei g S Abnahme mit zunehmender Blatt Lebensdauer. Dementsprechend Schulze et al. (1994) 1 demonstbewertet klare Verbindungen zwischen Blattstickstoffgehalt und g SMAX. Ebenso Juhrbandt et al. (2004) 25 fanden signifikante Zusammenhänge zwischen g SMAX und Blattfläche und Blattstickstoffgehalt. Unsere zweite Hypothese deutliche Unterschiede in Bezug auf Blatt Gewohnheit, konnte nicht bestätigt werden. Die hohe Variation in der gemessenen Parameter und Eigenschaften innerhalb von immergrünen und Laubblatt Gewohnheit zeigen, dass Blatt Gewohnheit ist nicht eine gute Beschreibung des LES. Brodribb und Holbrook (2005) 26 diskutiert, dass Blatt Gewohnheit und Blatt physiologische Strategien können nicht zwangsläufig verbunden sein, da breiten Merkmalsvariation ist auf alle Arten von Blatt Gewohnheit verbreitet. Der Ansatz kann auf Eigenschaften und physiologische Eigenschaften von anderen als Blätter, beispielsweise um Merkmale zu Xylem Hydraulik bezogen Pflanzenorganen wie spezifische Xylem hydraulische Leitfähigkeit und Mikroskopie Holz traits 27 verlängert werden. Ähnlich anderenArten von Blattmerkmalen, wie aus der Mikroskopie wie Palisadenparenchym Struktur und epikutikulären Wachsschicht-Struktur ableiten könnte enthalten 28 werden. Zusammenfassend bestätigt diese Studie die enge Verbindung zwischen der LES und Stomata Regulierung. Darüber hinaus ist die hier vorgestellte Verfahren ergab Facetten stomatal Regulationsmuster, die nicht dem LES in Zusammenhang stehen. Besonders spezifische Blattmerkmale wie Stomata Größe, Dichte und Index sowie Venenlänge verdienen Zukunft Aufmerksamkeit in funktionellen Pflanzenstudien.

Um die funktionelle Verständnis zu fördern von Pflanzenblättern, haben viele neuere Studien haben versucht, morphologischen, anatomischen und chemischen Blatt Merkmale, die physiologischen Reaktionen, wie Blatt stomatäre Leitfähigkeit (g S) 1-4 beziehen. Zusätzlich zu Blatt Merkmale, stomatäre Leitfähigkeit stark von Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel photosynthetisch aktive Photonendichte, Lufttemperatur und vpd 5 beeinflusst. Verschiedene Wege vorgeschlagen worden, um zu modellieren gs - VPD Kurven 6-8, die im Wesentlichen auf lineare Regression der GS auf vpd 6 basieren. Im Gegensatz dazu ist die in dieser Studie präsentierten Modell bildet die Logits relativer stomatäre Leitfähigkeit (dh das Verhältnis von G S die maximale stomatäre Leitfähigkeit g SMAX) auf vpd und ist für die Nichtlinearität, indem vpd als quadratische Regressor term. Im Vergleich zu anderen Modellen ermöglicht das neue Modell zur Ableitung von Parametern, die beschreiben,das VPD, bei dem g S wird unter Wasserknappheit herunterreguliert. In ähnlicher Weise wird das VPD erhalten, bei dem g S maximal ist. Als solche physiologische Parameter kann erwartet werden, fest an Kohlenstoffassimilation 9,10 verbunden sein werden, eine enge Verbindung zwischen diesen Modellparametern und der Schlüsselblattmerkmale zur Nährstoff-und Ressourcenverteilung, wie in der LES reflektiert zu erwarten 3,11 werden. In der Folge sollte es auch eine enge Beziehung zwischen Strategien der Stomata Regelung mit LES Merkmale sein. Eine solche Beziehung ist insbesondere für Blatt Gewohnheit (grüngegenüber Laub) als Blatt Gewohnheit erwartet wird, sowohl mit der LES und Wassernutzungseffizienz 12,13 korreliert. Immergrünen Arten sind in der Regel langsamer zu wachsen, aber effizienter sind in Umgebungen nährstoffarm 14. Daher sollten Blatt Gewohnheit in unterschiedlichen Stomata Regulationsmuster, mit einer eher konservativen Wassernutzungsstrategie als Laubbaumarten zu übersetzen. CompAring einen großen Satz von Laubbaumarten in einem gemeinsamen Garten Situation wurden folgende Hypothesen getestet: 1) Modellparameter aus g S - VPD-Modelle sind mit Blattmerkmale an der Blatt Wirtschaftswissenschaften Spektrums verbunden. 2) Immergrüne Arten haben niedrigere Durchschnitts g S und g SMAX-Werte als Laubbaumarten.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>SC 1 Porometer</td>
			<td>Decagon</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any other porometer is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cable ties to mark leaves</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic sample bags</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paper sample bags</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hygrometer</td>
			<td>Trotec</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any other is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nail polish</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axioskop 2 plus</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any other is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bleach</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5% NaOH</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10% KOH</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25% H2O2</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Malachite green</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safranine</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

relating stomatal conductance to leaf functional traits

Blatt funktionalen Merkmale sind wichtig, denn sie spiegeln die physiologischen Funktionen, wie zum Beispiel die Transpiration und Kohlenstoffassimilation. Insbesondere weisen morphologische Blattmerkmale das Potenzial, Pflanzen-Strategien in Bezug auf die Wassernutzungseffizienz, Wachstumsmuster und Nährstoffnutzung zusammenfassen. Das Blatt Wirtschaftswissenschaften Spektrum (LES) ist ein anerkannter Rahmen der funktionellen Pflanzenökologie und reflektiert einen Gradienten zunehmender spezifischen Blattfläche (SLA), Blatt Stickstoff, Phosphor und Kationengehalt, und abnehmender Blatttrockensubstanzgehalt (LDMC) und Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis ( CN). Die LES beschreibt verschiedene Strategien, die von der des kurzlebigen Blätter mit hoher Photosynthesekapazität pro Blattmasse, um langlebige Blätter mit geringer Masse-basierte Kohlenstoffassimilation Raten. Allerdings könnte Merkmale, die nicht in der LES enthalten sind zusätzliche Informationen über die Art &quot;Physiologie, wie diejenigen, die Stomata Steuerung in Verbindung stehen. Protokolle sind für eine breite Palette von Blatt functio vorgestelltnal Merkmale, einschließlich Merkmale des LES, aber auch Eigenschaften, die unabhängig von der LES sind. Insbesondere wird ein neues Verfahren eingeführt, das Regelverhalten der Pflanzen in stomatäre Leitfähigkeit zur Dampfdruckdefizit betrifft. Die resultierenden Parameter der Stomata Regelung kann dann auf den LES und andere Pflanzen funktionalen Merkmalen verglichen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass funktionelle Blatt Züge des LES waren ebenfalls gültig Prädiktoren für die Parameter der Stomata Regulierung. Zum Beispiel Blattkohlenstoffkonzentration war positiv mit dem Dampfdruckdefizit (VPD) an dem Wendepunkt und dem Maximum der Konduktanz-VPD Kurve. Jedoch Merkmale, die nicht in der LES enthaltenen zusätzlichen Informationen bei der Erläuterung Parameter der Spaltöffnungskontrolle: Die VPD am Wendepunkt der Leitfähigkeit-VPD Kurve niedriger für Arten mit höheren Spaltöffnungsdichte und höhere Stomata Index war. Insgesamt waren die Spaltöffnungen und Vene Züge stärkeren Prädiktoren zur Erläuterung Stomata Regulierung tHan-Züge in der LES verwendet.

Viele Parameter stomatäre Leitfähigkeit und Stomata Verordnung wurde festgestellt, morphologischen, anatomischen und chemischen Blatt Merkmale bezogen werden. Im Folgenden wird der Schwerpunkt auf die Links sein, an der Wendepunkt, der mit Spaltöffnungsdichte (p = 0,04) und Stomata-Index (p = 0,03) verkleinert und mit Blattkohlenstoffgehalt (p = 0,02 VPD, siehe Abbildung 3). Die Ergebnisse zeigen, dass mit abnehmender VPD am Wendepunkt gab es eine Abnahme der Spaltöffnungsdichte und Stomata Index. Im Gegensatz dazu kein Parameter des stomatäre Leitfähigkeit zeigte eine klare Beziehung zu Blatt Gewohnheit. Die hohe Variation innerhalb der beiden Gruppen von Blatt Gewohnheit zeigt, dass verschiedene Regulationsmechanismen existieren sowohl innerhalb der Gruppe von immergrünen und Laubblatt Gewohnheiten. <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52738/52738fig3highres.jpg" width="700" /> Abbildung 3. Ergebnis Zahl für the Verbindungen zwischen Muster stomatäre Leitfähigkeit Regulierung und Blattmerkmale Dampfdruckdefizit (VPD) am Wendepunkt des g S -. VPD-Kurve (VpdPoi) als Funktion der (A) Stomata Dichte, (B) Stomata Index und (C) Blattkohlenstoffgehalt 20. Re-print mit Genehmigung aus 20. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52738/52738fig3highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Relating Stomatal Conductance to Leaf Functional Traits at JoVE.com

Relating Stomatal Conductance to Leaf Functional Traits

Entwirren, wie Physiologie und Morphologie verknüpft sind, ermöglicht ein tieferes Verständnis der mechanistischen Funktionieren der Anlage verlässt. Wir präsentieren sowohl ein Verfahren, um die Parameter der Spaltöffnungsregelung von stomatäre Leitfähigkeit Messungen und Korrelationen mit traditionellen funktionellen Blattmerkmale abzuleiten.

Bezug stomatäre Leitfähigkeit zu Blatt Funktionale Merkmale

Leaf functional traits are important because they reflect physiological functions, such as transpiration and carbon assimilation. In particular, ...

relating-stomatal-conductance-to-leaf-functional-traits

Research

JoVE Journal

Biology

19.0K Aufrufe.  Martin-Luther-University Halle-Wittenberg.  Entwirren, wie Physiologie und Morphologie verknüpft sind, ermöglicht ein tieferes Verständnis der mechanistischen Funktionieren der Anlage verlässt. Wir präsentieren sowohl ein Verfahren, um die Parameter der Spaltöffnungsregelung von stomatäre Leitfähigkeit Messungen und Korrelationen mit traditionellen funktionellen Blattmerkmale abzuleiten. 

Serie: Relating Stomatal Conductance to Leaf Functional Traits

Expression and Purification of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Protein in Saccharomyces cerevisiae

The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) is a chloride channel, that when mutated, can give rise to cystic fibrosis in humans.There is therefore considerable interest in this protein, but efforts to study its structure and activity have been hampered by the difficulty of expressing and purifying sufficient amounts of the protein1-3. Like many 'difficult' eukaryotic membrane proteins, expression in a fast-growing organism is desirable, but challenging, and in the yeast S. cerevisiae, so far low amounts were obtained and rapid degradation of the recombinant protein was observed 4-9. Proteins involved in the processing of recombinant CFTR in yeast have been described6-9 .In this report we describe a methodology for expression of CFTR in yeast and its purification in significant amounts. The protocol describes how the earlier proteolysis problems can be overcome and how expression levels of CFTR can be greatly improved by modifying the cell growth conditions and by controlling the induction conditions, in particular the time period prior to cell harvesting. The reagants associated with this protocol (murine CFTR-expressing yeast cells or yeast plasmids) will be distributed via the US Cystic Fibrosis Foundation, which has sponsored the research. An article describing the design and synthesis of the CFTR construct employed in this report will be published separately (Urbatsch, I.; Thibodeau, P. et al., unpublished). In this article we will explain our method beginning with the transformation of the yeast cells with the CFTR construct - containing yeast plasmid (Fig. 1). The construct has a green fluorescent protein (GFP) sequence fused to CFTR at its C-terminus and follows the system developed by Drew et al. (2008)10. The GFP allows the expression and purification of CFTR to be followed relatively easily. The JoVE visualized protocol finishes after the preparation of microsomes from the yeast cells, although we include some suggestions for purification of the protein from the microsomes. Readers may wish to add their own modifications to the microsome purification procedure, dependent on the final experiments to be carried out with the protein and the local equipment available to them. The yeast-expressed CFTR protein can be partially purified using metal ion affinity chromatography, using an intrinsic polyhistidine purification tag. Subsequent size-exclusion chromatography yields a protein that appears to be &gt;90% pure, as judged by SDS-PAGE and Coomassie-staining of the gel.

Expression and Purification of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Protein in Saccharomyces cerevisiae

Attempts to express the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) in Saccharomyces cerevisiae have, until now, yielded relatively low amounts of protein. This protocol and the associated reagents distributed via the Cystic Fibrosis Foundation should allow the preparation of milligram amounts of this 'difficult' eukaryotic membrane protein.

Expression und Reinigung des Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulatorprotein in Saccharomyces cerevisiae

The  cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) is a chloride  channel, that when mutated, can give rise to cystic fibrosis in  ...

Forschung

Biologie

Measurement of Leaf Hydraulic Conductance and Stomatal Conductance and Their Responses to Irradiance and Dehydration Using the Evaporative Flux Method (EFM)

Water is a key resource, and the plant water transport system sets limits on maximum growth and drought tolerance. When plants open their stomata to achieve a high stomatal conductance (gs) to capture CO2 for photosynthesis, water is lost by transpiration1,2. Water evaporating from the airspaces is replaced from cell walls, in turn drawing water from the xylem of leaf veins, in turn drawing from xylem in the stems and roots. As water is pulled through the system, it experiences hydraulic resistance, creating tension throughout the system and a low leaf water potential (&Psi;leaf). The leaf itself is a critical bottleneck in the whole plant system, accounting for on average 30% of the plant hydraulic resistance3. Leaf hydraulic conductance (Kleaf = 1/ leaf hydraulic resistance) is the ratio of the water flow rate to the water potential gradient across the leaf, and summarizes the behavior of a complex system: water moves through the petiole and through several orders of veins, exits into the bundle sheath and passes through or around mesophyll cells before evaporating into the airspace and being transpired from the stomata. Kleaf is of strong interest as an important physiological trait to compare species, quantifying the effectiveness of the leaf structure and physiology for water transport, and a key variable to investigate for its relationship to variation in structure (e.g., in leaf venation architecture) and its impacts on photosynthetic gas exchange. Further, Kleaf responds strongly to the internal and external leaf environment3. Kleaf can increase dramatically with irradiance apparently due to changes in the expression and activation of aquaporins, the proteins involved in water transport through membranes4, and Kleaf declines strongly during drought, due to cavitation and/or collapse of xylem conduits, and/or loss of permeability in the extra-xylem tissues due to mesophyll and bundle sheath cell shrinkage or aquaporin deactivation5-10. Because Kleaf can constrain gs and photosynthetic rate across species in well watered conditions and during drought, and thus limit whole-plant performance they may possibly determine species distributions especially as droughts increase in frequency and severity11-14.
We present a simple method for simultaneous determination of Kleaf and gs on excised leaves. A transpiring leaf is connected by its petiole to tubing running to a water source on a balance. The loss of water from the balance is recorded to calculate the flow rate through the leaf. When steady state transpiration (E, mmol &bull; m-2 &bull; s-1) is reached, gs is determined by dividing by vapor pressure deficit, and Kleaf by dividing by the water potential driving force determined using a pressure chamber (Kleaf= E /- &Delta;&psi;leaf, MPa)15.
This method can be used to assess Kleaf responses to different irradiances and the vulnerability of Kleaf to dehydration14,16,17.

Measurement of Leaf Hydraulic Conductance and Stomatal Conductance and Their Responses to Irradiance and Dehydration Using the Evaporative Flux Method EFM

We describe a relatively rapid (30 min) and realistic method for simultaneously measurement of leaf hydraulic conductance (Kleaf) and stomatal conductance (gs) for transpiring excised leaves. The method can be modified to measure the light and dehydration responses of Kleaf and gs.

Measurement of Leaf hydraulische Leitfähigkeit und stomatäre Leitfähigkeit und ihre Antworten auf Bestrahlungsstärke und Dehydration Mit dem Evaporative Flux-Methode (EFM)

Water is a key resource, and the plant water transport system sets limits on maximum growth and drought tolerance. When plants open their stomata to ...

Purification of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Protein Expressed in Saccharomyces cerevisiae

Defects in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein cause cystic fibrosis (CF), an autosomal recessive disease that currently limits the average life expectancy of sufferers to &#60;40 years of age. The development of novel drug molecules to restore the activity of CFTR is an important goal in the treatment CF, and the isolation of functionally active CFTR is a useful step towards achieving this goal.
We describe two methods for the purification of CFTR from a eukaryotic heterologous expression system, S. cerevisiae. Like prokaryotic systems, S. cerevisiae can be rapidly grown in the lab at low cost, but can also traffic and posttranslationally modify large membrane proteins. The selection of detergents for solubilization and purification is a critical step in the purification of any membrane protein. Having screened for the solubility of CFTR in several detergents, we have chosen two contrasting detergents for use in the purification that allow the final CFTR preparation to be tailored to the subsequently planned experiments.
In this method, we provide comparison of the purification of CFTR in dodecyl-&#946;-D-maltoside (DDM) and 1-tetradecanoyl-sn-glycero-3-phospho-(1&#39;-rac-glycerol) (LPG-14). Protein purified in DDM by this method shows ATPase activity in functional assays. Protein purified in LPG-14 shows high purity and yield, can be employed to study post-translational modifications, and can be used for structural methods such as small-angle X-ray scattering and electron microscopy. However it displays significantly lower ATPase activity.

Purification of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Protein Expressed in Saccharomyces cerevisiae

Heterologous expression and purification of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) are significant challenges and limiting factors in the development of drug therapies for cystic fibrosis. This protocol describes two methods for the isolation of milligram quantities of CFTR suitable for functional and structural studies.&#160;

Die Reinigung des Cystic Fibrosis Transmembran Regulator-Protein in Ausgedrückt<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em

Defects in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein cause cystic fibrosis (CF), an autosomal recessive disease that ...

Cardiac Pressure-Volume Loop Analysis Using Conductance Catheters in Mice

Cardiac pressure-volume loop analysis is the &#8220;gold-standard&#8221; in the assessment of load-dependent and load-independent measures of ventricular systolic and diastolic function. Measures of ventricular contractility and compliance are obtained through examination of cardiac response to changes in afterload and preload. These techniques were originally developed nearly three decades ago to measure cardiac function in large mammals and humans. The application of these analyses to small mammals, such as mice, has been accomplished through the optimization of microsurgical techniques and creation of conductance catheters. Conductance catheters allow for estimation of the blood pool by exploiting the relationship between electrical conductance and volume. When properly performed, these techniques allow for testing of cardiac function in genetic mutant mouse models or in drug treatment studies. The accuracy and precision of these studies are dependent on careful attention to the calibration of instruments, systematic conduct of hemodynamic measurements and data analyses. We will review the methods of conducting pressure-volume loop experiments using a conductance catheter in mice.

Cardiac pressure-volume loop analysis is the most comprehensive way to measure cardiac function in the intact heart. We describe a technique to perform and analyze cardiac pressure volume loops, using conductance catheters.

Cardiac Druck-Volumen-Loop-Analyse mit Conductance-Katheter bei Mäusen

Cardiac pressure-volume loop analysis is the &#8220;gold-standard&#8221; in the assessment of load-dependent and load-independent measures of ventricular ...

Collection and Long-Term Maintenance of Leaf-Cutting Ants (Atta) in Laboratory Conditions

Ants are one of the most biodiverse groups of animals on the planet and inhabit different environments. The maintenance of ant colonies in controlled environments enables an enriched comprehension of their biology that can contribute to applied research. This practice is usually employed in population control studies of species that cause economic loss, such as Atta ants. To cultivate their mutualistic fungus, these leaf-cutting ants collect leaves and for this are considered agricultural pests widely distributed throughout the American continent. They are highly socially organized and inhabit elaborated underground nests composed of a variety of chambers. Their maintenance in a controlled environment depends on a daily routine of several procedures and frequent care that are described here. It starts with the collection of queens during the reproductive season (i.e., nuptial flight), which are then individually transferred to plastic containers. Due to the high mortality rate of queens, a second collection can be carried out about 6 months after the nuptial flight, when incipient nests with developed fungus wad are excavated, hand-picked, and placed in plastic containers. In the laboratory, leaves are daily provided to established colonies, and ant-produced waste is weekly removed along with remaining dry plant material. As the fungus garden keeps growing, colonies are transferred to different types of containers according to the experimental purpose. Leaf-cutting ant colonies are placed in interconnected containers, representing the organizational system with functional chambers built by those insects in nature. This setup is ideal to monitor factors such as waste amount, fungus garden health, and the behavior of workers and queen. Facilitated data collection and more detailed observations are considered the greatest advantage of keeping ant colonies in controlled conditions.

Collection and Long-Term Maintenance of Leaf-Cutting Ants Atta in Laboratory Conditions

Here, a protocol is described to successfully collect and maintain healthy Atta (Hymenoptera: Formicidae) ant colonies in laboratory conditions. Additionally, different nest types and configurations are detailed together with possible experimental procedures.

Sammlung und Langzeitpflege von Blattschneiderameisen (Atta) unter Laborbedingungen

Ants are one of the most biodiverse groups of animals on the planet and inhabit different environments. The maintenance of ant colonies in controlled ...

Identification of the Genes Involved in Stomatal Development via Epidermal Phenotype Scoring

Stomata are small pores on the surface of land plants that are involved in gas exchange and water vapor release, and their function is critical for plant productivity and survival. As such, understanding the mechanisms by which stomata develop and pattern has tremendous agronomic value. This paper describes two phenotypic methods using Arabidopsis cotyledons that can be used to characterize the genes controlling stomatal development and patterning. Presented first are procedures for analyzing the stomatal phenotypes using toluidine blue O-stained cotyledons. This method is fast and reliable and does not require the use of epidermal peels, which are widely used for phenotypic analyses but require specialized training. Due to the presence of multiple cysteine residues, the identification and generation of bioactive EPF peptides that have a role in stomatal development have been challenging. Thus, presented second is a procedure used to identify stomatal ligands and monitor their biological activity by bioassays. The main advantage of this method is that it produces reproducible data relatively easily while reducing the amount of peptide solution and the time required to characterize the role of the peptides in controlling stomatal patterning and development. Overall, these well-designed protocols enhance the efficiency of studying the potential stomatal regulators, including cysteine-rich secretory peptides, which require highly complex structures for their activity.

Identification of the Genes Involved in Stomatal Development via Epidermal Phenotype Scoring

This paper describes two phenotyping methods without the use of epidermal peels to characterize the genes controlling stomatal development. The first method demonstrates how to analyze a stomatal phenotype using a toluidine blue O-stained plant epidermis. The second method describes how to identify stomatal ligands and monitor their biological activities.

Identifizierung der Gene, die an der Entwicklung der Stomata beteiligt sind, mittels epidermalem Phänotyp-Scoring

Stomata are small pores on the surface of land plants that are involved in gas exchange and water vapor release, and their function is critical for plant ...

A Simple Protocol for Mapping the Plant Root System Architecture Traits

Comprehensive knowledge of plant root system architecture (RSA) development is critical for improving nutrient use efficiency and increasing crop cultivar tolerance to environmental challenges. An experimental protocol is presented for setting up the hydroponic system, plantlet growth, RSA spreading, and imaging. The approach used a magenta box-based hydroponic system containing polypropylene mesh supported by polycarbonate wedges. Experimental settings are exemplified by assessing the RSA of the plantlets under varying nutrient (phosphate [Pi]) supply. The system was established to examine the RSA of Arabidopsis, but it is readily adaptable to study other plants like Medicago sativa (Alfalfa). Arabidopsis thaliana (Col-0) plantlets are used in this investigation as an example to understand the plant RSA. Seeds are surface sterilized by treating ethanol and diluted commercial bleach, and kept at 4 &#176;C for stratification. The seeds are germinated and grown on a liquid half-MS medium on a polypropylene mesh supported by polycarbonate wedges. The plantlets are grown under standard growth conditions for the desired number days, gently picked out from the mesh, and submersed in water-containing agar plates. Each root system of the plantlets is spread gently on the water-filled plate with the help of a round art brush. These Petri plates are photographed or scanned at high resolution to document the RSA traits. The root traits, such as primary root, lateral roots, and branching zone, are measured using the freely available ImageJ software. This study provides techniques for measuring plant root characteristics in controlled environmental settings. We discuss how to (1) grow the plantlets, and collect and spread root samples, (2) obtain pictures of spread RSA samples, (3) capture the images, and (4) use image analysis software to quantify root attributes. The advantage of the present method is the versatile, easy, and efficient measurement of the RSA traits.

We use simple laboratory tools to examine the root system architecture (RSA) of Arabidopsis and Medicago. The plantlets are grown hydroponically over mesh and spread using an art brush to reveal the RSA. Images are taken using scanning or a high-resolution camera, then analyzed with ImageJ to map traits.

Ein einfaches Protokoll zur Kartierung der Architekturmerkmale des Pflanzenwurzelsystems

Comprehensive knowledge of plant root system architecture (RSA) development is critical for improving nutrient use efficiency and increasing crop cultivar ...

Raum-zeitliche Untersuchung der ERL1-Dynamik mittels konfokaler Bildgebung

Image-Based Methods to Study Membrane Trafficking Events in Stomatal Lineage Cells

In eukaryotic cells, membrane components, including proteins and lipids, are spatiotemporally transported to their destination within the endomembrane system. This includes the secretory transport of newly synthesized proteins to the cell surface or the outside of the cell, the endocytic transport of extracellular cargoes or plasma membrane components into the cell, and the recycling or shuttling transport of cargoes between the subcellular organelles, etc. Membrane trafficking events are crucial to the development, growth, and environmental adaptation of all eukaryotic cells and, thus, are under stringent regulation. Cell-surface receptor kinases, which perceive ligand signals from the extracellular space, undergo both secretory and endocytic transport. Commonly used approaches to study the membrane trafficking events using a plasma membrane-localized leucine-rich-repeat receptor kinase, ERL1, are described here. The approaches include plant material preparation, pharmacological treatment, and confocal imaging setup. To monitor the spatiotemporal regulation of ERL1, this study describes the co-localization analysis between ERL1 and a multi-vesicular body marker protein, RFP-Ara7, the time series analysis of these two proteins, and the z-stack analysis of ERL1-YFP treated with the membrane trafficking inhibitors brefeldin A and wortmannin.

Autor im Rampenlicht: Bildbasierte Methoden zur Untersuchung von Membrantransportereignissen in Zellen der Stomata-Linie  

Several commonly used methods are introduced here to study the membrane trafficking events of a plasma membrane receptor kinase. This manuscript describes detailed protocols including the plant material preparation, pharmacological treatment, and confocal imaging setup.

Bildbasierte Methoden zur Untersuchung von Membrantransportereignissen in stomatalen Zellen

In eukaryotic cells, membrane components, including proteins and lipids, are spatiotemporally transported to their destination within the endomembrane ...