VSR wurde durch ein Marie-Curie-Finanzhilfe IIF unterstützt (Wunde in EARTH, Akronym für: Wound induzierte elektrische Signale in Arabidopsis thaliana).

1. Blattlaus Aufzucht Hinweis: Die Auswahl der Anlagen und Blattlaus-Arten für EPG Aufnahmen hängt von der Forschungsziel. Für Untersuchungen an Arabidopsis thaliana ist die Blattlaus Brevicoryne brassicae angemessen. <ol><li> Rück B. brassicae Blattläuse in einem Gewächshaus auf Brassica oleracea. Halten Sie die für die Blattlaus Aufzucht in Käfigen verwendeten Pflanzen, um zu vermeiden, verunreinigen anderen Pflanzen. Halten Sie Blattlaus Erziehung Pflanzen und Versuchsanlagen (in unserem Fall B. oleracea und A. thaliana) in getrennten Räumen, um eine Verunreinigung der experimentellen Anlagen mit Blattläusen zu vermeiden. </li><li> Blattläuse übertragen an die frische Pflanzen etwa alle 2 Wochen, bevor verursacht erhebliche Schäden an der Anlage oder das Erreichen der Überbevölkerung. Übertragen 10-20 erwachsene Blattläuse auf eine frische Aufzuchtanlage, um eine neue Kolonie zu initiieren. </li><li> Überwachen Sie die Aufzucht Pflanzen regelmäßig auf Kontamination durch unerwünschte Blattlaus-Arten, andere Insektenfresser, Blattlaus Parasitoide und Fungich, dass die Gesundheit der Blattlauskolonie auswirken können. </li><li> Sammeln Erwachsenen, flügellose Blattläuse bis zu einer Woche nach ihrer endgültigen molt für EPG Aufnahme. </li><li> Nach Abschluß der Versuche, geben die Versuchspflanzen, die nicht an der Wachstumskammer verwendet wurden, da sie oftmals eine Nachkommenschaft, die während der Aufzeichnung, die versehentlich kontaminieren könnten andere Pflanzen hergestellt wurde. </li></ol> 2. Insect Verdrahtung für EPG-Aufnahme <ol><li> Insekten Elektroden zu machen, erhalten Messing Steckerstifte (Nägel, Ø 1,2 mm), dünne Kupferdraht (Ø 0,2 mm), sehr dünnen Golddraht (Ø ca. 20 &amp; mgr; m), Wasser-basierte Silber Leim, eine einfache kleine Lötkolben mit Lötwasser und Harzkern-Schweißdraht, Stereomikroskop mit 10-facher Vergrößerung, kleine Schere oder Skalpell, zwei feinen Pinzette und einem Styropor-Platte oder Box. Hinweis: Ein Wirbelmischer könnte nützlich sein. Anmerkung: Die Schritt-für-Schritt-Protokoll mit den Elektroden bilden, ist in Fig. 2 angedeutet </li><li> Für BlattlausHandhabung und Klebstoffauftrag, zu erhalten: eine kleine und weiche Aquarellkamelhaarbürste (Größe 2 oder kleiner) und Insekten Stifte, wie sie für die Insektensammlungen verwendet, obwohl eine feine Nähnadel oder Zahnstocher kann auch funktionieren. Schritt 4 zeigt, wie EPG Aufnahme zu starten. </li><li> Schritt 1. Hinweis: Die Schritte 1 und 2 zeigen, wie Insekten Elektroden minus die Blattlaus vorzubereiten. Schritt 3 zeigt, wie eine Blattlaus an die Elektrode anzuschließen. Vakuum Fixierung der Blattläuse wird bei der Verdrahtung zu empfehlen, aber nicht immer für langsam fahrende Spezies (z, B. brassicae) erforderlich. <ol><li> Schalten Sie den Lötkolben und Lötzinn schmilzt etwas an seiner Spitze (Abbildung 2A). Befeuchten Sie den Kopf des Messing Steckerstift mit etwas Lötwasser (2B) und tauchen sie in die geschmolzene Lötmetall (2C). </li><li> Anwenden einer Hülle aus geschmolzenen Lötmetalls auf ein Ende eines 1-2 cm langes Stück der dünnen Kupferdraht (Abbildung2D). Dann zusammen zu bringen Sie den Stift und Kupferdraht gegen die heiße Bolzen (2E) und bewegen Sie sie zusammen weg abkühlen und sich verfestigen (2F). </li></ol></li><li> Schritt 2. <ol><li> Gründlich schütteln (oder Wirbel) das Fläschchen mit Silberkleber für mehrere Minuten, bis eine glatte Emulsion gezeigt. Cut (Schere oder Skalpell) ein paar Stücke der Golddraht (von ca. 1,5 cm lang) auf der Objektplatte des Stereomikroskops (2G). </li><li> Werfen Sie einen Messingstift mit gelöteten Kupferdraht (in Abschnitt 2.3 gemacht) und tauchen Sie das freie Ende der Kupferdraht in die kleine silberne Leimreservoir, die an der Innenseite des Deckels der Ampulle nach dem Öffnen (Abbildung 2 H) gesammelt haben wird. Hinweis: Nur ein kleiner Tropfen ist erforderlich. </li><li> Bewegen Sie den Kleber getauchten Ende der Kupferdraht, um das Stück Golddraht, beim Heben ein Ende zu vermeiden, Verschmieren der Kleber auf dem Stereomikroskop Objektplatte. Versuchen Sie, coppe lappenr und Golddraht für wenige mm (2I), die Verteilung des Leims entlang der Überlappung der beiden Drähte. </li><li> Warten Sie, bis der Kleber wurde genug, um die Drähte zusammenzuhalten getrocknet. Überprüfen Sie die Kontaktkleber nach dem Trocknen und fügen Sie einige frische Kleber mit einem kleinen Stift oder ein anderes Stück Kupferdraht, wenn einige Teile der verbundenen Drähte zeigen klebstofffreien Teilen. </li><li> Nachdem das Insekt Elektrode bereit ist, lagern Sie ihn zum Beispiel in ein Stück Styropor eingesetzt. Hinweis: Die Länge der Golddraht wird die Bewegungsfreiheit der Blattläuse festzustellen: Wenn es zu kurz (weniger als 5 mm) ist die Blattlaus kann eingeschränkt fühlen und nicht normal zu verhalten; wenn er zu lang ist (&gt; 2 cm) wird der Blattlaus frei bewegen. Blattläuse sind in der Regel auf die oberseits von Blättern zu bewegen, wenn zu dürfen. Wenn der Golddraht das Blatt berührt, wird das Signal kurzgeschlossen werden. </li></ol></li><li> Schritt 3. <ol><li> Blattlaus kann anstelle mittels Licht Ansaugen gehalten werden, unter Verwendung eines Vakuums; in diesem Fall installieren Sie ter Absaugvorrichtung unter dem Stereomikroskop. Legen Sie die Ansaugöffnung in der Mitte des Feldes. </li><li> Gründlich schütteln Sie das Fläschchen mit Silberkleber für einige Minuten (oder Wirbel), bis eine glatte Emulsion gebildet. Sammeln Sie eine Blattlaus mit der kleinen Bürste. </li><li> Einschalten der Saugeinrichtung und Mount Blattlaus auf der Ansaugöffnung (2J), mit der Rückseite des Bauches wandte sich dem Experimentator. Mit dem feinen Pinsel, entfernen Sie das Wachs-Oberfläche aus dem Bauch (reichlich in Kohl Blattläuse). </li><li> Öffnen Sie das Fläschchen und Klebstoff benetzt einen Stift mit einem sehr kleinen Tröpfchen aus Silber Leim (Abbildung 2K). Übernehmen Sie die Tropfen der Silber Kleber auf der Rückseite des Blattlaus Bauch (2L-M). Lassen Sie diese Tröpfchen während mehreren Minuten vollständig trocken, kräftig schütteln den Leim Fläschchen wieder und fügen Sie einen zweiten Tropfen der Silber Kleber auf der Oberseite der ersten. Anmerkung: Während der Silberkleber ein elektrischer Leiter ist, verursacht es keine signifikantenBeschädigung des Insekts Nagelhaut. </li><li> Nach dem Schließen der Klebe Fläschchen, legen Sie die freien Ende der Golddraht in die nasse Tröpfchen und halten den Draht noch während es dem Kleber vollständig trocknen (Abbildung 2 N). Vermeiden verschmiert Leim auf Beinen oder Antennen und entsorgen Sie eine Blattlaus, wenn dies geschehen ist. </li><li> Schalten Sie die Absaugung Fixierungsvorrichtung und heben das Insekt (Abbildung 2 O). Verwenden Sie bei Bedarf einen feinen Pinsel, um in der Aufhebung des Blattlaus von der Absaugvorrichtung zu unterstützen. Hinweis: Verdrahtung B. brassicae erfordert kein Vakuum, da sie auf einem Stück eines Präzisionslaborgewebe, wobei die rauhe Oberfläche liefert die Blattlaus mit genügend Halt, so daß es nicht nach dem Aufbringen eines Tropfens Nassleim seinen Bauch angehoben verdrahten. Nach dem Trocknen Kleber kann man die Blattlaus aus dem Gewebe mit Hilfe einer feinen Bürste anzuheben. </li><li> Setzen Sie die Messingstift mit dem drahtgebundenen Insekt in das Styropor und, wenn nötig, weiterVerdrahtung alle anderen Insekten, um die EPG-Aufnahme-Session verwendet werden. Hinweis: Diese Protokolle für die Verdrahtung Blattläuse funktionieren gut für uns. Der Benutzer kann seine / ihre eigene Methode für die Verdrahtung Blattläuse finden. </li></ol></li><li> Schritt 4. <ol><li> Gesetzt Pflanzen im Faradayschen Käfig (Abbildung 2P) auf einem nicht-leitenden Träger: Verwenden Petrischalen oder eine Platte aus Glas oder Kunststoff. </li><li> Legen Sie eine Anlage Elektrode in den Boden jedes Topfes. Setzen Sie die Messingstift der verdrahteten Insekt in den Eingangsanschluss des EPG Vorverstärker (Abbildung 2Q). Anmerkung: der Bodenelektrode nicht mit der Masseelektrode in anderen elektrophysiologische Techniken verwendet werden, entsprechen. Es hat die Offsetspannung erforderlich Einstellen und Kompensieren von Elektrodenpolarisationsspannungen. </li><li> An der Schnittstelle der Erfassungssoftware Stilett +, mit fester Sample-Frequenz von 100 Hz, geben Sie einen Dateinamen ein, geben Sie die Aufzeichnungszeit, und schreiben Sie Text, um Details des Experiments festlegen (Behandlungsanlagen / inse<html> ct Arten, etc.) in Kommentarzeilen 2 und 3. </li><li> Senken Sie die Insekten auf einem geeigneten Landebereich der Anlage und starten Sie die Aufnahme-Session, indem Sie auf die Schaltfläche Start der Erfassungssoftware (Stylet +) Schnittstelle. Anmerkung 1: maximal 8 Kanäle können gleichzeitig in einem EPG einrichten verwendet werden. Einen EPG-Elektrode oder mehrere EPG-Elektroden pro Pflanze verwendet werden. Anmerkung 2: wenn der Schwerpunkt der Studie ist die Blattlaus Verhalten, starten Sie die Aufnahme vor Pflanzen Zugang der Blattläuse zu vermeiden, fehlt die erste Anlage Eindringen Aktivitäten. </li><li> Zum Studium der elektrophysiologischen Reaktionen der SE auf Reize, immer mindestens 10 min nach der Blattläuse wurde in Phloem Phase in Reihenfolge eingegeben, um sicherzustellen, dass die Blattlaus ist nachhaltig Phloem Einnahmephase und daß der Signalbasislinie ist stabil. Erst dann beginnen jede Pflanze Stimulation Experiment. </li></ol></li></ol>tp_upload / 52826 / 52826fig2.jpg &quot;/&gt; 2. Erstellen Sie EPG-Elektroden mit Blattläusen oder andere hemipteran Insekten für elektrische Penetration Graph (EPG) Aufnahmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52826/52826fig2highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Panels AI, Schritte erforderlich, um EPG-Elektroden minus die Blattlaus vorzubereiten. Zuerst schmilzt ein Stück Lötmetall auf der Spitze eines Lötkolben (A). Dann tauchen Sie den Kopf des Messingstift in einen Tropfen Lötwasser (B), und wenden Sie es mit dem geschmolzenen Metall am Löten Bolzenspitze (C). Sofort nach diesem Schritt an das Ende einer Kupferdraht an der Spitze der Lötkolben, um sie auf den Kopf des Messingstift (EF) zu kleben. Mit einem Skalpell oder einem Messer, schneiden Sie ein Stück der Golddraht (G). Tauchendas freie Ende des Kupferdrahtes auf dem silbernen Kleber (H) (am anderen Ende an den Messingstift verbunden), und schnell kommen die Golddraht, um sie (I), bevor der Silber austrocknet. Der Golddraht ist ein ausgezeichneter Leiter und kann polarisiert werden. In Wirklichkeit in der Mehrzahl der Fälle die Polarisation zu klein, um erkannt werden, und wenn ja, kann er für die Offset-Spannung (V) kompensiert werden. Panels JO, Schritte erforderlich, um eine Blattlaus (oder andere hemipteran Insekten) an die Elektrode anzuschließen. Zunächst heben eine Blattlaus mit einem feinen Aquarellpinsel und auf die Öffnung der Vakuumsauger (J). Schalten Sie die Vakuumpumpe und die Abdeckung des Luftventils Loch mit einem Stück Papier, um Unterdruck anwenden. Tauchen Sie die Spitze des Insekts Stift in die Silber Kleber (K), und legte einen kleinen Klebetropfen auf der Oberseite des Blattlaus Bauch, unter einem Stereomikroskop (LM). Innerhalb dernächste ~ 20 sec vor der Silberkleber Tröpfchen auf die Blattlaus trocknet, setzen Sie das Ende der Golddraht des Insekts Elektrode in die nasse Tröpfchen aus Silber Leim, und halten Sie es in Platz für 1-3 min, bis das Silber Leim vollständig luftgetrocknet (N). An dieser Stelle deaktivieren Absaugung durch Entfernen des Stück Papier, das den Luftventilöffnung der Absaugvorrichtung umfasst und entfernen Sie vorsichtig die Blattlaus, von der Absaugvorrichtung: Anheben der Blattlaus nach der Verdrahtung erfordert oft etwas Hilfe von einem feinen Pinsel (O). P Panel zeigt eine Übersicht über die gesamte EPG einzurichten innerhalb des Faraday-Käfig, und Panel Q zeigt eine Übersicht der Anlage-Blattlaus-Kombination für EPG. Siehe Abschnitt 2 für eine ausführlichere Erklärung dieses Prozesses. Kleinbuchstaben sind Etiketten, die sich auf die Elemente, die man braucht, um EPG-Elektroden machen: ein: Löten Bolzen; b: geschmolzene Lötmetall;c: Lötwasser; d: Messing Steckerstift (Nagel); e: Kupferdraht; f: Ø 18 um Golddraht; g: Absaugvorrichtung; h: Blattlaus; i: auf Wasserbasis Silber Kleber; j: Faraday-Käfig; k: Pflanzen Elektrode; l: Eingangsbuchse (BNC) des EPG Vorverstärker.

<ol>
	<li>Salvador-Recatal&#224;, V., Tjallingii, W. F., Farmer, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time,+in+vivo.+intracellular+recordings+of+caterpillar-induced+depolarization+waves+in+sieve+elements+using+aphid+electrodes.">Real-time, in vivo. intracellular recordings of caterpillar-induced depolarization waves in sieve elements using aphid electrodes.</a> New Phytologist. 203 (2), 674-684 (2014).</li><li>Van Bel, A. J., Knoblauch, M., Furch, A. C., Hafke, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=(Questions)n+on+phloem+biology.+1.+Electropotential+waves,+Ca2++fluxes+and+cellular+cascades+along+the+propagation+pathway.">(Questions)n on phloem biology. 1. Electropotential waves, Ca2+ fluxes and cellular cascades along the propagation pathway.</a> Plant Science. 181 (3), 210-218 (2011).</li><li>Rhodes, J. D., Thain, J. F., Wildon, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pathway+for+electrical+signal+conduction+in+the+wounded+tomato+plant.">The pathway for electrical signal conduction in the wounded tomato plant.</a> Planta. 200, 50-57 (1996).</li><li>Fromm, J., Eschrich, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+of+ionic+movements+with+phloem+unloading+and+loading+in+barley+leaves.">Correlation of ionic movements with phloem unloading and loading in barley leaves.</a> Plant Physiology and Biochemistry. 27, 577-585 (1989).</li><li>Brette, R., Destexhe, A., Brette, R., Destexhe, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+Recordings.">Intracellular Recordings.</a> Handbook of Neural Activity Measurement. , 44-91 (2012).</li><li>Umrath, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Untersuchungen+&#252;ber+Plasma+und+Plasamstromung+an+Characeen.+IV.+Potentialmessungen+an+Nitella+mucronata.+mit+besonderer+Ber&#252;cksichtingung+der+Erregungserscheinungen.">Untersuchungen &#252;ber Plasma und Plasamstromung an Characeen. IV. Potentialmessungen an Nitella mucronata. mit besonderer Ber&#252;cksichtingung der Erregungserscheinungen.</a> Protoplasma. 9, 576-597 (1930).</li><li>Umrath, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Der+Erregungsvorgang+bei+Nitella+mucronata.">Der Erregungsvorgang bei Nitella mucronata.</a> Protoplasma. 17, 258-300 (1932).</li><li>Carden, D. E., Walker, D. J., Flowers, T. J., Miller, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+measurements+of+the+contribution+of+cytosolic+Na++and+K++to+salt+tolerance.">Single-cell measurements of the contribution of cytosolic Na+ and K+ to salt tolerance.</a> Plant Physiology. 131 (2), 676-683 (2003).</li><li>Miles, P. W., McLean, D. L., Kinsey, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+that+two+species+of+aphid+ingest+food+through+an+open+stylet+sheath.">Evidence that two species of aphid ingest food through an open stylet sheath.</a> Experientia. 20 (10), 582 (1964).</li><li>McLean, D. L., Kinsey, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+technique+for+electronically+recording+aphid+feeding+and+salivation.">A technique for electronically recording aphid feeding and salivation.</a> Nature. 202, 1358-1359 (1965).</li><li>Tjallingii, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+recording+of+penetration+behaviour+by+aphids.">Electronic recording of penetration behaviour by aphids.</a> Entomologia Experimentalis et Applicata. 24, 721-730 (1978).</li><li>Tjallingii, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+potentials+as+an+indication+for+plant+cell+penetration+by+aphid+stylets.">Membrane potentials as an indication for plant cell penetration by aphid stylets.</a> Entomologia Experimentalis et Applicata. 38, 187-193 (1985).</li><li>Alvarez, E. E., 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=Comparative+analysis+of+Solanum+stoloniferum.+responses+to+probing+by+the+green+peach+aphid+Myzus+persicae.+and+the+potato+aphid+Macrosiphum+euphorbiae.">Comparative analysis of Solanum stoloniferum. responses to probing by the green peach aphid Myzus persicae. and the potato aphid Macrosiphum euphorbiae.</a> Insect Science. 20 (2), 207-227 (2013).</li><li>Carmo-Sousa, M., Moreno, A., Garzo, E., Fereres, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+non-persistently+transmitted+virus+induces+a+pull-push+strategy+in+its+aphid+vector+to+optimize+transmission+and+spread.">A non-persistently transmitted virus induces a pull-push strategy in its aphid vector to optimize transmission and spread.</a> Virus Research. 186, 38-46 (2014).</li><li>Jacobson, A. L., Kennedy, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+Penetration+Graph+studies+to+investigate+the+effects+of+cyantraniliprole+on+feeding+behavior+of+Myzus+persicae.+(Hemiptera:+Aphididae)+on+Capsicum+annuum.">Electrical Penetration Graph studies to investigate the effects of cyantraniliprole on feeding behavior of Myzus persicae. (Hemiptera: Aphididae) on Capsicum annuum.</a> Pest Management Science. 70 (5), 836-840 (2014).</li><li>Morris, G., Foster, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Duelling+aphids:+electrical+penetration+graphs+reveal+the+value+of+fighting+for+a+feeding+site.">Duelling aphids: electrical penetration graphs reveal the value of fighting for a feeding site.</a> Journal of Experimental Biology. 211 (9), 1490-1494 (2008).</li></ol>

WFT launched EPG Systems as a retirement activity, and is affiliated with it financially.

Dieser Artikel enthält ein detailliertes Protokoll zur elektrischen Penetration Graph (EPG) Aufnahmen. Die EPG-Technik ist gut etabliert, mit 100-200 aktive Nutzer weltweit, und es hat für viele Studien zu verschiedenen Themen, zum Beispiel implementiert: a) Resistenz von Wirtspflanzen auf Blattläuse und andere Stilett tragenden Insekten 13; b) Pflanzenvirus und Erreger Übertragungsmechanismen 14; c) Insektizid Wirkungsweise (Toxizität und Verhaltensänderungen) 15; d) EPGs wurden s...

Die Fähigkeit, Fern elektrische Signale zu erzeugen ist ein vorteilhaftes Merkmal der mehrzelligen Organismen, die für effiziente Reaktionen auf externe Reize ermöglicht. Diese Eigenschaft wurde unabhängig in Pflanzen und Tieren entwickelt, und stellt somit einen Fall konvergente Evolution. Da die elektrischen Signale werden mit wichtigen Funktionen bei Tieren wie neuronale Übertragung und Muskelkontraktion, die molekulare Basis, Mechanismus der Übertragung, und die Funktion der Stimulus-induzierten elektrischen Signale bei Tieren verbunden sind Gegenstand intensiver Forschung. Im Gegensatz dazu hat reizinduzierte elektrische Anzeige in Pflanzen wenig Forschung Aufmerksamkeit erhalten. Obwohl Pflanzen haben keine Nerven oder Muskeln, scheint es genügend Beweise, um davon ausgehen, dass Stimulus-induzierten elektrischen Signale in Pflanzen spielen eine Schlüsselrolle in ihren Reaktionen auf Umweltfaktoren sein. Das Phloem, das lebendige Komponente der Anlage Gefäßsystem, hat als Hauptunter postuliertstrate für die Übertragung von Stimulus-induzierten elektrischen Signalen aus angeregt / zu nicht-stimulierten / unbeschädigten Bereiche 2 beschädigt. Die wichtigsten Zellen im Phloem sind die Siebelemente (SE), relativ einfach, länglichen Zellen. Die Enden der SE sind an anderen SEs verbunden ist, die eine durchgehende, mit niedrigem Widerstand, Sieb Rohrsystem, das in der gesamten Anlage verteilt wird. Es gibt jedoch nur sehr wenige Untersuchungen über die elektrischen Eigenschaften dieser hochspezialisierten Zellen. In diesen früheren Studien zugegriffen Forscher SEs entweder mit Glasmikroelektroden 3 oder mit Glaselektroden, die verbunden wurden, um zu pflanzen eingefügt Stilette von Blattläusen, nachdem stylectomy (Schneiden) 4. Glasmikroelektroden aus Glaskapillaren, die an einem Ende mit Wärme in einer feinen Spitze von weniger als 1 um im Durchmesser gezogen, und dann mit einer KCl-Lösung gefüllt ist. Eine Ag / AgCl oder Platindraht, in die KCl gefüllte Glaselektrode eingeführt wird dann an den Eingang des Verstärkers verbunden ist und ein BezugspunktElektrode in das Bad um die Zelle von Interesse eingeführt wird, den Stromkreis. Dieser Aufbau wird der Unterschied im Potential zwischen der extrazellulären Referenten Elektrode und der intrazellulären Meßelektrode, dh das Membranpotential der Zelle 5. Mit diesem Verfahren hergestellt Umrath die erste intrazelluläre Aufnahme von einer Pflanzenzelle, wobei die Algen Nitella 6,7. Nitella ist eine relativ einfache Organismen mit großen Zellen, und damit zugänglich für die intrazelluläre Elektrophysiologieexperimente. Im Gegensatz dazu ist das Einfügen von intrazellulärem Glaselektroden in die kleinen Zellen von mehrzelligen, dreidimensionalen Landpflanzen technisch anspruchsvoll, erfordert hochqualifiziertes Forscher, sowie ausgefeilte Visualisierung, Mikromanipulation, und Vibrationsmaschinen. Obwohl Glaselektroden geeignet, von oberflächlichen Zellen in Pflanzen wie Wurzelhautzellen 8 aufzuzeichnen sind, intrazelluläre recordings von Zellen tief in der Pflanze Gewebe, wie SEs, sehr wahrscheinlich zu Schäden induzierten Reaktionen eingebettet, verwirrend die Ergebnisse. 1989, Fromm und Eschrich berichteten über die Verwendung eines alternativen Verfahrens, die so genannte &quot;Blattlaus Methode&quot;, bei der Glaselektroden an Blattläusen Stiletts nach stylectomy 4 gekoppelt. Die Blattlaus Verfahren ist minimal-invasiv, weil flexible Stilette verursachen keine Gewebe oder Zellschäden, Glaselektroden zu tun. Aphid Stilette sind der Natur tolle Erfindung für Pflanzen Penetration, und Blattläuse sind deutlich mehr qualifizierte als Menschen bei der Suche nach SEs. Leider ist dieses Verfahren auch Blattlaus anspruchsvolle in Bezug auf technisches Know-how und Ausrüstung. Zusätzlich hängt der Erfolg eines jeden Experiments, die diese Technik umsetzt ganz auf die Blattlaus wobei in Vorschubbetrieb - mit dem Stilett stabil in einer SE eingesetzt, bei der stylectomy. Das Denken in Retrospektive, kann man sehen, dass die Chancen für den Erfolg dieser Technik könnte ich gewesen seinindem dem Versuchsaufbau ein Instrument, das angibt, ob oder ob nicht die Blattlaus Stilett in der SE bei Anwendung stylectomy ermöglicht mproved. 1964, McLean und Kinsey beschrieben ein &quot;elektronisches Überwachungssystem&quot; für die Untersuchung des Fressverhaltens von Blattläusen in Echtzeit 9,10. In diesem System wurden die Blattlaus und das Stilett penetrierten Pflanze in eine elektrische Schaltung integriert ist. Später, im Jahr 1978, entwickelt Tjallingii eine modifizierte Version des Systems, die so genannte &#39;Electrical Penetration Graph &quot;(EPG) System 11,12. Während der ursprüngliche elektronische Überwachungssystem empfindlich gegenüber den Widerstand-Ursprung Potentiale werden, wobei der EPG-Systems, die elektromotorische Kraft (emf) entstand Potentialen, dh, in der Pflanze oder in das Insekt erzeugt, könnte zusätzlich zu Potenziale aus der aufzuzeichnenden Widerstand (R) in der Insekten. Dies stellt eine wichtige Verbesserung, da beide Signalkomponenten, emf und R,liefern biologische relevante Informationen über Ereignisse während Pflanzen Eindringen von Blattläusen. Was die EPG Vorverstärker empfindlich für die R-Komponenten ist seine relativ niedrigen Eingangswiderstand von 1 G &amp; Omega, die in etwa dem Durchschnitt der Pflanze / Blattlausresistenz ist. Eine geringe Offsetspannung (1, V) von etwa +100 mV wird der Anlage, die dann in Pflanzen und Insekten auf einer Seite unterteilt ist, und der Eingangswiderstand auf der anderen aufgetragen. Die Spannungen und ihre Änderungen an einem Punkt (1A, B) zwischen der Insekten und dem Eingangswiderstand gemessen. Daher werden die R-Komponenten stellen anlagen Blattlausresistenz Modulationen der Offset-Spannung, während die EMK-Komponenten sind ein gewisser Anteil von Pflanzenpotentiale an der Stilettspitze und Potentiale im Insekt verursacht wird. Die Pflanzenpotenziale - relevanteste hier - sind vor allem Membranpotentiale der Pflanzenzellen durch die Blattlaus Stilette punktiert. Die Insekten Potentiale offensichtlich in erster LinieStrömungspotentiale durch Flüssigkeitsbewegungen innerhalb der beiden Stilett Kanälen verursacht, dh, das Essen und die Speichelgänge; keine internen Nerven- oder Muskelpotentiale sind in der EPG aufgezeichnet. In der Praxis sind die Stilettspitze dient als Elektrodenspitze. Alle Pflanzenzellen negativ innen relativ zur positiven Außenseite der Zelle geladen. Der elektrische Strom (dh die Bewegung geladener Ionen in wässriger Lösung) von innen nach außen und umgekehrt fließt, sehr durch die hohe Beständigkeit der Zellmembran beschränkt. Normalerweise wird das Ruhepotential konstant gehalten wird. Allerdings, wenn negative Ionen ausziehen oder positiven Ionen bewegen sich in die Zellmembran, wird das Membranpotential reduziert, dh, es depolarisiert. Depolarisation bei Zellanregung. Ionen treffen dann in oder aus zu bewegen, wenn bestimmte Ionenkanäle in der Membran geöffnet werden, oder wenn die Membran beschädigt und Ionen austreten und aus. Alle Zellen haben Ionenkanäle und Pumpen in tHe-Plasmamembran, die das Membranpotential in seine Ruheniveau zu bringen, indem die ursprüngliche Konzentration der verschiedenen Ionen innerhalb der Zelle. Das Ruhepotential und seine Veränderungen EMK-Komponenten, und daher ist die EPG geeignete Technik, um sie zu messen. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52826/52826fig1.jpg" /> Abbildung 1. EPG-Elektroden. Die EPG-Elektrode ist ein lebendiges Blattlaus in die Elektrik Penetration Graph (EPG) Schaltkreis, dessen Führungsstab wird in ein Sieb Element (SE) in Stallfütterung Modus eingefügt integriert. Wenn das Stilett-aufgespießt SE in Ruhe ist (Feld A), wird die Spannung in der Schaltung von EPG aufgezeichnet wird, ist stabil und in der Ruhepotentialpegel (Tafel C, Rest). Wenn das SE angeregt wird, dessen Membran depolarisiert (Feld B), die in der EPG als eine allmähliche Zunahme der Spannung (Panel C Depolarisation) sichtbar gemacht wird. Da das Ionengleichgewicht in der SE kehrt zur Ruhe, das heißt es repolarIZES, die Spannung von EPG aufgezeichnet allmählich auf den Rest Potentialpegel (Tafel C, Repolarisation). In Panel C, &quot;A&quot; und &quot;B&quot; beziehen sich auf die in den Feldern A und B, gezeigt Szenarien. V = einstellbare Offset-Spannungsquelle. Ri = Eingangswiderstand. Parallel zum 1 GOhm externen Widerstand besitzt der Verstärker eine interne (in der OpAmp) hoch 1,5 Tw Widerstand (Platten A und B, in grau). Durch die Fernsteuerung des Schalters die EPG Vorverstärker kann von normal bis Forschungszentrum für Elektro-Modus, der ermöglicht den Erhalt hochgenaue Spannungswerte geändert werden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52826/52826fig1highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Im nächsten Abschnitt stellen wir die Leser mit einem Basisprotokoll für die Durchführung EPG Experimente, die für beide Insekten konzentriert und Pflanzenstudien konzentriert ist.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Brass connector pins</td>
			<td>EPG Systems/hardw.shop</td>
			<td></td>
			<td>&#934; 1.2 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin copper wire</td>
			<td>EPG Systems/hardw.shop</td>
			<td></td>
			<td>approx. &#934; 0.2 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin gold wire</td>
			<td>EPG Systems</td>
			<td></td>
			<td>&#934; 18 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering fluid</td>
			<td>hardware shop</td>
			<td></td>
			<td>matching the soldering wire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resin-cored soldering wire</td>
			<td>hardware shop</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Styrofoam</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water-based silver glue</td>
			<td>EPG systems</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.epgsystems.eu/">recipe in: www.epgsystems.eu</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paper wipes</td>
			<td>Kimberly-Clark</td>
			<td>5511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering bolt</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Hund Wetzlar</td>
			<td></td>
			<td>minimum magnification is x10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14088-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10050-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11231-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>A. Hartenstein</td>
			<td>L46</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Watercolor brushes</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>Number 1 or 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air suction device</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>see description in: www.epgsystems.eu</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insect pins</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>No. 1 or 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid table</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Faraday cage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Hand made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td>Fujitsu Siemens</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition software</td>
			<td>EPG Systems</td>
			<td></td>
			<td>Stylet+d</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Giga-4 (-8) Complete System</td>
			<td>EPG Systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>includes the following:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Main control box with USB output</td>
			<td></td>
			<td>Di155/Di710</td>
			<td>12/14 bit, rate 100Hz(softw. fixed)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EPG probes 4 (8)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>50x DC pre-amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swivel clamps on rod</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC power adaptor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>bipolar, 230/115 VAC to -/+8 VDC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plant electrodes and cables</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Additional test and ground cables&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a new application of the electrical penetration graph (epg) for acquiring and measuring electrical signals in phloem sieve elements

Elektrophysiologischen Eigenschaften von Zellen werden häufig in vitro untersucht, nachdem distanziert sie aus ihrer natürlichen Umgebung. Die Untersuchung der elektrischen Übertragung zwischen entfernten Zellen in einem Organismus erfordert jedoch in vivo, artefaktfreie Aufzeichnungen von Zellen in ihrer natürlichen Umgebung eingebettet. Die Übertragung der elektrischen Signale von bis unverwundete Bereiche in einer Pflanze verwundet ist seit langer Fantasie der Botaniker. Das Phloem, das lebende Teil der Pflanze, die Gefäßsystem in der gesamten Anlage verteilt wird, hat als Hauptgewebe in elektrischen Übertragung in Pflanzen postuliert. Der Mangel an geeigneten elektrophysiologischen Methoden mit zahlreichen Herausforderungen für die Untersuchung der elektrischen Eigenschaften der Phloem-Zellen in vivo. Hier einen neuen Ansatz für die intrazelluläre Elektrophysiologie der Siebelemente (SE), die lebenden Blattläuse oder andere Phloem-Fütterung hemipteran Insekten verwendet, in der elektrischen Eindringen gra integrierten präsentieren wirph (EPG) Schaltung. Die Vielseitigkeit, Robustheit und Genauigkeit dieser Methode war es möglich, zu erfassen und zu untersuchen im Detail die wundinduzierten elektrischen Signale in SEs der zentralen Venen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana 1. Hier zeigen wir, dass EPG-Elektroden können leicht für die intrazelluläre elektrophysiologischen Ableitungen von SEs in Rand Venen eingeführt werden, sowie um die Kapazität der SE, mit elektrischen Signalen an mehrere externe Stimuli reagieren zu studieren. Die EPG Ansatz zur intrazellulären Elektrophysiologie des SEs angewendet werden, um eine Vielzahl von Pflanzenarten für viele Forschungsziele umgesetzt werden, in einer Vielzahl von Pflanzen / Insekt Kombinationen und.

In einer früheren Studie haben wir die EPG-Elektrodentechnik mit dem Zweck der Charakterisierung der elektrischen Signale in SEs des Mittelader während Raupe Angriff 1 hergestellt implementiert. Die Mittelader ist eine bevorzugte Insertionsstelle für konventionellen Glaselektroden, sowie für Glas Mandrin Elektroden, weil es SE-dichten und relativ robust, damit zugänglich für die Fixierung für die Implementierung dieser Techniken benötigt. Dabei nutzten wir die Vielseitigkeit des EPG-Elektrode mit dem ...

Watch this Scientific Journal Video about A New Application of the Electrical Penetration Graph EPG for Acquiring and Measuring Electrical Signals in Phloem Sieve Elements at JoVE.com

A New Application of the Electrical Penetration Graph EPG for Acquiring and Measuring Electrical Signals in Phloem Sieve Elements

Electrical Penetration Graph (EPG) is a well-established technique for studying the feeding behavior of stylet-bearing insects. Here we show a new application of EPG as a non-invasive tool for the acquisition of intracellular electrophysiology recordings of sieve elements (SEs), the cells that form the phloem vasculature in plants.

Eine neue Anwendung der Electrical Penetration Graph (EPG) zur Erfassung und Messung elektrischer Signale in Phloem Siebelemente

Electrophysiological properties of cells are often studied in vitro, after dissociating them from their native environments. However, the study of ...

a-new-application-electrical-penetration-graph-epg-for-acquiring

Research

JoVE Journal

Environment

A New Application of the Electrical Penetration Graph (EPG) for Acquiring and Measuring Electrical Signals in Phloem Sieve Elements

14.6K Aufrufe.  University of Würzburg. Electrical Penetration Graph (EPG) is a well-established technique for studying the feeding behavior of stylet-bearing insects. Here we show a new application of EPG as a non-invasive tool for the acquisition of intracellular electrophysiology recordings of sieve elements (SEs), the cells that form the phloem vasculature in plants. 

Serie: A New Application of the Electrical Penetration Graph EPG for Acquiring and Measuring Electrical Signals in Phloem Sieve Elements

Methods for Performing Crosses in Setaria viridis, a New Model System for the Grasses

Setaria viridis is an emerging model system for C4 grasses. It is closely related to the bioenergy feed stock switchgrass and the grain crop foxtail millet. Recently, the 510 Mb genome of foxtail millet, S. italica, has been sequenced 1,2 and a 25x coverage genome sequence of the weedy relative S. viridis is in progress. S. viridis has a number of characteristics that make it a potentially excellent model genetic system including a rapid generation time, small stature, simple growth requirements, prolific seed production 3 and developed systems for both transient and stable transformation 4. However, the genetics of S. viridis is largely unexplored, in part, due to the lack of detailed methods for performing crosses. To date, no standard protocol has been adopted that will permit rapid production of seeds from controlled crosses.
The protocol presented here is optimized for performing genetic crosses in S. viridis, accession A10.1. We have employed a simple heat treatment with warm water for emasculation after pruning the panicle to retain 20-30 florets and labeling of flowers to eliminate seeds resulting from newly developed flowers after emasculation. After testing a series of heat treatments at permissive temperatures and varying the duration of dipping, we have established an optimum temperature and time range of 48 &deg;C for 3-6 min. By using this method, a minimum of 15 crosses can be performed by a single worker per day and an average of 3-5 outcross progeny per panicle can be recovered. Therefore, an average of 45-75 outcross progeny can be produced by one person in a single day. Broad implementation of this technique will facilitate the development of recombinant inbred line populations of S. viridis X S. viridis or S. viridis X S. italica, mapping mutations through bulk segregant analysis and creating higher order mutants for genetic analysis.

Methods for Performing Crosses in Setaria viridis, a New Model System for the Grasses

We have developed a methodology for performing crosses in Setaria viridis (S. viridis). The method involves pruning the panicle prior to a hot water treatment to kill viable pollen. Crosses are performed following a well-controlled growth regime and typically result in the recovery of 1 to 7 cross-pollinated seed/s per panicle.

Verfahren für Kreuze in<em&gt; Setaria viridis</em&gt;, Ein New Model System für die Gräser

Setaria viridis is an emerging model system for C4 grasses. It is closely related to the bioenergy feed stock switchgrass and the grain crop foxtail ...

Forschung

Umwelt

Application of Two-spotted Spider Mite Tetranychus urticae for Plant-pest Interaction Studies

The two-spotted spider mite, Tetranychus urticae, is a ubiquitous polyphagous arthropod herbivore that feeds on a remarkably broad array of species, with more than 150 of economic value. It is a major pest of greenhouse crops, especially in Solanaceae and Cucurbitaceae (e.g., tomatoes, eggplants, peppers, cucumbers, zucchini) and greenhouse ornamentals (e.g., roses, chrysanthemum, carnations), annual field crops (such as maize, cotton, soybean, and sugar beet), and in perennial cultures (alfalfa, strawberries, grapes, citruses, and plums)1,2. In addition to the extreme polyphagy that makes it an important agricultural pest, T. urticae has a tendency to develop resistance to a wide array of insecticides and acaricides that are used for its control3-7.
T. urticae is an excellent experimental organism, as it has a rapid life cycle (7 days at 27 &#176;C) and can be easily maintained at high density in the laboratory. Methods to assay gene expression (including in situ hybridization and antibody staining) and to inactivate expression of spider mite endogenous genes using RNA interference have been developed8-10. Recently, the whole genome sequence of T. urticae has been reported, creating an opportunity to develop this pest herbivore as a model organism with equivalent genomic resources that already exist in some of its host plants (Arabidopsis thaliana and the&#160;tomato Solanum lycopersicum)11. Together, these&#160;model organisms could provide insights into molecular bases of plant-pest interactions.
Here, an efficient method for quick and easy collection of a large number of adult female mites, their application on an experimental plant host, and the assessment of the plant damage due to spider mite feeding are described. The presented protocol enables fast and efficient collection of hundreds of individuals at any developmental stage (eggs, larvae, nymphs, adult males, and females) that can be used for subsequent experimental application.

Application of Two-spotted Spider Mite Tetranychus urticae for Plant-pest Interaction Studies

Protocols for efficient preparation of homogenous samples of spider mites, infestation of experimental plants, and assessment of plant damage, as required for studies of plant-pest interaction were developed.

Die Anwendung der Zwei-Spinnmilbe<em&gt; Tetranychus urticae</em&gt; Für Plant-Schädlingsinteraction Studies

The two-spotted spider mite, Tetranychus urticae, is a ubiquitous polyphagous arthropod herbivore that feeds on a remarkably broad array of species, with ...

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted through ion exchange. The resultant production bleed water (PBW) contains contaminants such as arsenic and other heavy metals. Samples of PBW from an active ISR uranium facility were treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs). CuO-NP treatment of PBW reduced priority contaminants, including arsenic, selenium, uranium, and vanadium. Untreated and CuO-NP treated PBW was used as the liquid component of the cell growth media and changes in viability were determined by the MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay in human embryonic kidney (HEK 293) and human hepatocellular carcinoma (Hep G2) cells. CuO-NP treatment was associated with improved HEK and HEP cell viability. Limitations of this method include dilution of the PBW by growth media components and during osmolality adjustment as well as necessary pH adjustment. This method is limited in its wider context due to dilution effects and changes in the pH of the PBW which is traditionally slightly acidic&#160;however; this method could have a broader use assessing CuO-NP treatment in more neutral waters.

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

Die Entfernung der Spurenelemente von Kupferoxid Nanopartikeln aus Uranium<em&gt; In-situ-</em&gt; Wiederherstellung Blutwasser und Auswirkungen auf die Zelllebensfähigkeit

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants

A new method for solid phase extraction (SPE) of environmental water samples is proposed. The developed prototype is cost-efficient and user friendly, and enables to perform rapid, automated and simple SPE. The pre-concentrated solution is compatible with analysis by immunoassay, with a low organic solvent content. A method is described for the extraction and pre-concentration of natural hormone 17&#946;-estradiol in 100 ml water samples. Reverse phase SPE is performed with octadecyl-silica sorbent and elution is done with 200 &#181;l of methanol 50% v/v. Eluent is diluted by adding di-water to lower the amount of methanol. After preparing manually the SPE column, the overall procedure is performed automatically within 1 hr. At the end of the process, estradiol concentration is measured by using a commercial enzyme-linked immune-sorbent assay (ELISA). 100-fold pre-concentration is achieved and the methanol content in only 10% v/v. Full recoveries of the molecule are achieved with 1 ng/L spiked de-ionized and synthetic sea water samples.

A protocol for the extraction and pre-concentration of estradiol from water samples by using an automated and miniaturized system is presented.

Eine einfache Methode für die automatisierte Festphasenextraktion von Wasserproben für die immunologische Analyse von kleinen Schadstoffe

A new method for solid phase extraction (SPE) of environmental water samples is proposed. The developed prototype is cost-efficient and user friendly, and ...

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the modification and application of a leaf blower-vac for suction sampling of arthropod populations in rice. When used in combination with an enclosure, application of this sampling device provides absolute estimates of the populations of arthropods as numbers per standardized sampling area. The sampling efficiency depends critically on the sampling duration. In a mature rice crop, a two-minute sampling in an enclosure of 0.13 m2 yields more than 90% of the arthropod population. The device also allows sampling of arthropods dwelling on the water surface or the soil in rice paddies, but it is not suitable for sampling fast flying insects, such as predatory Odonata or larger hymenopterous parasitoids. The modified blower-vac is simple to construct, and cheaper and easier to handle than traditional suction sampling devices, such as D-vac. The low cost makes the modified blower-vac also accessible to researchers in developing countries.

Assessment of arthropod abundance in crops is critical for investigating population dynamics and species interactions. Here we describe the modification and application of a leaf blower-vac for suction sampling of arthropods in rice.

Modifizierung und Anwendung eines Laubbläser-vac für Feld Probenahme von Arthropoden

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonate (CaCO3) profiles. The objective is to describe a simple conceptual model and detailed protocol for repeatable field and laboratory measurements of these quantities. Here, accurate elevation is measured using a ground-based differential global positioning system (GPS); other data acquisition methods could be applied to the same basic method. Soil samples are collected from prescribed depth intervals and analyzed in the lab using an efficient and precise modified pressure-calcimeter method for quantitative analysis of inorganic carbon concentration. Standard statistical methods are applied to point data, and representative results show significant correlations between changes in soil surface layer CaCO3 and changes in elevation consistent with the conceptual model; CaCO3 generally decreased in depositional areas and increased in erosional areas. Maps are derived from point measurements of elevation and soil CaCO3 to aid analyses. A map of erosional and depositional patterns at the study site, a rain-fed winter wheat field cropped in alternating wheat-fallow strips, shows the interacting effects of water and wind erosion affected by management and topography. Alternative sampling methods and depth intervals are discussed and recommended for future work relating soil erosion and deposition to soil CaCO3.

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonates. Repeatable methods for field and laboratory measurements of these quantities and data analysis methods are described here.

Messung und Mapping-Muster von Erosion und Ablagerung im Zusammenhang mit Boden-Karbonat-Konzentrationen unter Landbewirtschaftung

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and estimating fish abundance. We developed and implemented a rotating stereo-video camera tool that covers a full 360 degrees of sampling, which maximizes sampling effort compared to stationary camera tools. A variety of studies have detailed the ability of static, stereo-camera systems to obtain highly accurate and precise measurements of fish; the focus here was on the development of methodological approaches to quantify fish density using rotating camera systems. The first approach was to develop a modification of the metric MaxN, which typically is a conservative count of the minimum number of fish observed on a given camera survey. We redefine MaxN to be the maximum number of fish observed in any given rotation of the camera system. When precautions are taken to avoid double counting, this method for MaxN may more accurately reflect true abundance than that obtained from a fixed camera. Secondly, because stereo-video allows fish to be mapped in three-dimensional space, precise estimates of the distance-from-camera can be obtained for each fish. By using the 95% percentile of the observed distance from camera to establish species-specific areas surveyed, we account for differences in detectability among species while avoiding diluting density estimates by using the maximum distance a species was observed. Accounting for this range of detectability is critical to accurately estimate fish abundances. This methodology will facilitate the integration of rotating stereo-video tools in both applied science and management contexts.

We describe a new method for counting fishes, and estimating relative abundance (MaxN) and fish density using rotating stereo-video camera systems. We also demonstrate how to use distance from camera (Z distance) to estimate species-specific detectability.

Entwicklung neuer Methoden zur Quantifizierung der Fisch-Dichte mit Unterwasser-Stereo-Video-Tools

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

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

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

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

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

Die Pflanze-Infektion-Test: Spray und Wunde-vermittelten Inokulation mit Pflanzen Pathogen Magnaporthe Grisea

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

Experimental Protocol for Examining Behavioral Response Profiles in Larval Fish: Application to the Neuro-stimulant Caffeine

Fish models and behaviors are increasingly used in the biomedical sciences; however, fish have long been the subject of ecological, physiological and toxicological studies. Using automated digital tracking platforms, recent efforts in neuropharmacology are leveraging larval fish locomotor behaviors to identify potential therapeutic targets for novel small molecules. Similar to these efforts, research in the environmental sciences and comparative pharmacology and toxicology is examining various behaviors of fish models as diagnostic tools in tiered evaluation of contaminants and real-time monitoring of surface waters for contaminant threats. Whereas the zebrafish is a popular larval fish model in the biomedical sciences, the fathead minnow is a common larval fish model in ecotoxicology. Unfortunately, fathead minnow larvae have received considerably less attention in behavioral studies. Here, we develop and demonstrate a behavioral profile protocol using caffeine as a model neurostimulant. Though photomotor responses of fathead minnows were occasionally affected by caffeine, zebrafish&#160;were markedly more sensitive for photomotor and locomotor endpoints, which responded at environmentally relevant levels. Future studies are needed to understand comparative behavioral sensitivity differences among fish with age and time of day, and to determine whether similar behavioral effects would occur in nature and be indicative of adverse outcomes at the individual or population levels of biological organization.

Here, we present a protocol to examine larval zebrafish and fathead minnow locomotor activities and photomotor responses (PMR) using an automated tracking software. When incorporated in common toxicology bioassays, analyses of these behaviors provide a diagnostic tool to examine chemical bioactivity. This protocol is described using caffeine, a model neurostimulant.

Experimentelles Protokoll für die Prüfung Verhaltensreaktion Profile in Larval Fish: Anwendung auf die Neuro-Stimulans Koffein

Fish models and behaviors are increasingly used in the biomedical sciences; however, fish have long been the subject of ecological, physiological and ...

Combining Eye-tracking Data with an Analysis of Video Content from Free-viewing a Video of a Walk in an Urban Park Environment

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. Eye-tracking informatics are known to connect to a range of feelings, health conditions, mental states and actions. But because vision is the result of constant eye-movements, teasing out what is important from what is noise is complex and data intensive. Furthermore, a significant challenge is controlling for what people look at compared to what is presented to them.
The following presents a methodology for combining and analyzing eye-tracking on a video of a natural and complex scene with a machine learning technique for analyzing the content of the video. In the protocol we focus on analyzing data from filmed videos, how a video can be best used to record participants&#39; eye-tracking data, and importantly how the content of the video can be analyzed and combined with the eye-tracking data. We present a brief summary of the results and a discussion of the potential of the method for further studies in complex environments.

The objective of the protocol is to detail how to collect video data for use in the laboratory; how to record eye-tracking data of participants looking at the data and how to efficiently analyze the content of the videos that they were looking at using a machine learning technique.

Die Kombination von Eye-Tracking-Daten mit einer Analyse von Video-Inhalten aus dem Free-Viewing eines Videos von einem Walk in einer urbanen Park-Umgebung

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. ...