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. הפיוניות מוליכות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידות של מוליכות הפיוניות הערה: המחברים עשו שימוש בסוג פשוט של porometer מצב היציב (דקאגון SC1). יש העיצוב של porometer את היתרון של גודל קטן, הפעלה ידנית אינטואיטיבית ואמינות גבוהה. כאשר מודדים מוליכות הפיוניות בתחום, לוודא כדי למזער את המרחק בין אנשים נמדדים למחזור מדידה חוזר ונשנה להיות אפשריים היעילה ביותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר עלים של מינים ואנשים שונים בהתאם לדפוס לשחזור (אותו גובה, אותו חשיפה, אותה תנוחה בתוך המפעל, אם אפשר רק מאותה הצומת, ורק מקטגוריה אחת; עלים שמש או בצל, וכו &#39;). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדד היחיד משאיר במצב בריא, שאינו פגוע ומפותח. סמן את העלים על יחידים (למשל, עם קשרי כבל או קלטת צבע), כדי להבטיח שהמדידות החוזרות נעשות באותו העלה. הערה: measur<html> ements של מוליכות הפיוניות צריך להיעשות רק על פני השטח עלה תוך הימנעות midrib וורידי עלה חזקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מדידות בשעות הבוקר המוקדמות לפני הזריחה לוקחת 5-10 מדידות חוזרות עד ערכי מוליכות הפיוניות מראים ירידה ברורה בצהריים. הערה: כמובן יומי של מדידות יספק נתונים טובים לניתוח היחסים בין VPD ומוליכות הפיוניות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידות VPD <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם כל מדידת S G, טמפרטורת שיא ולחות היחסית רצוי עם אוגרי ניידים למדידה באופן ישיר את התנאים במיקום של אותו עלה. לחישוב גירעון לחץ האדים להשתמש בנוסחת אוגוסט-רוש מגנוס 15. </li></ol></li></ol><img alt="משוואת 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52738/52738eq1.jpg" width="300" /> לחץ אדי מים = הרוויה של הדואר [hPa] התחת = &quot;jove_content&quot;&gt; T = טמפרטורה [מעלות צלזיוס] <ol start="4" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> S G דגם - תגובת VPD <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכשיו מינים חכמים עלילה כל נתוני S G נגד VPD, המשלבים את כל הקורסים היומיים של עלים בודדים לניתוח אחד לכל מינים. לחלץ את הערך המרבי שנצפה מנתוני מוליכות הפיוניות על ידי חיפוש את הערך המקסימאלי. כדי לשנות את גודל המודל להשוואת מינים חכמים, לחלק את הערכים שנצפו דרך הערך המרבי שנצפה למינים ש( ז S / g SMAX). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכל מין, לסגת logits של S ז (ז S / g SMAX) לVPD והביטוי הריבועי של VPD תוך שימוש במודל ליניארי כללי עם הפצת שגיאה הבינומי (, B ו- C מייצג פרמטרים רגרסיה): </li></ol></li></ol><img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/52738/52738eq2.jpg" width="300" /><img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52738/52738fig1highres.jpg" width = &quot;700&quot; /&gt; איור 1. דוגמא לערכים זממו והמודל המצויד לS G -. VPD מוליכות הפיוניות זממו כפונקציה של גירעון לחץ אדים למינים formosana Liquidambar. נקודות ריקות מייצגות את הערכים שנצפו. מוליכות הפיוניות המרבית (), VPD במוליכות הפיוניות המרביות ואומרים מוליכות הפיוניות הופק מהמוליכות מוחלטות כך שאינו מדורגות הפיוניות (S ז) נתונים. (ב) נתונים מוליכות הפיוניות Scaled (ז S / g SMAX) היו זמם כדי לחלץ את הפרמטרים יחסי (מוצג כנקודות מלאות) 20. Re-ההדפסה באישור 20. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52738/52738fig1highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52738/52738fig2highres.jpg" wiDTH = &quot;400&quot; /&gt; 2. מודלים איור כל מצוידים לכל המינים. גרפים מודל לנתונים מוליכות הפיוניות לרגרסיה VPD לכל המינים. מינים ירוקים מיוצגים על ידי קווים שחורים, מינים נשירים בקווים אדומים 20. להדפיס מחדש באישור 20. הערה: שימוש בlogits במקום רגרסיה S גרם ישירות לVPD, מובילה לנקודה שמודל ערכים מרביים לא יעלה גרם SMAX ושS G מתקרב 0 בVPD הגבוה. <ol start="5" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלץ פרמטר של רגולציה הפיוניות לכל מינים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב ערכי SMAX גרם במתכונת מוחלטת (MaxFit באיור 1). כדי לעשות זאת, לחשב את VPD במוליכות הפיוניות מרביים מהגדרת הנגזרת הראשונה של 1.4.2 לאפס, מה שנותן gsMaxFit = -b / 2a VPD. הכנס VPD gsMaxFit לנוסחא של 1.4.2 ולהעלות לשלטון של דואר כדי לקבל MaxFit. חישוב מ &#39;EAN של כל מדידות המוליכות למינים (ראה איור 1 א). הערה: R תוכנה הסטטיסטי השתמש (http://www.r-project.org). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לחשב ערכים יחסי, מהמודל בקנה המידה (ז S / g SMAX), לחלץ מוליכות הפיוניות וערכי VPD לשתי הנקודות הבאות: (1) מוליכות הפיוניות וVPD במקסימום של המודל (MaxFit) ו- (2) VPD בנקודת הפיתול של העקומה השנייה (ראה איור 1). להכפיל את הערכים הללו על ידי ז SMAX להשיג ערכי S G מוחלטים לנקודות אלה. ראה איור 2 לכיסוי של הדגמים בודדים של כל 39 המינים ניתחו מלא. </li></ol></li></ol> 2. מדידות של תכונות הפיוניות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקחת דגימות רצוי מבדיוק אותו דבר עלים שהיו בשימוש למדידה של מוליכות הפיוניות. אם זה לא אפשרי, להחיל את אותו הליך הבחירה שיושם לבחור עליםלמדידות מוליכות הפיוניות, רצוי באותו יחידים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למרוח שכבה דקה של לק ייבוש במהירות חסרת צבע, (עושה בדיקה שונה, חלקם מתאימים יותר מאשר לאחרים) למדגם טרי. אם לא ניתן לעבד את הדגימות מייד, לאחסן אותם באלכוהול 70%. לאחר לק התייבש, לקלף בעדינות את הרושם של מהעלים ולהמשיך לניתוח המיקרוסקופי, כמו עם מדגם עלה רגיל. הערה: במקרה של עלים עם צפיפות גבוהה trichome צעד הקודם של יישום נתרן הידרוקסידי או 1: 1 פתרון של מי חומצה אצטית וחמצן יכול להוביל לתוצאות טובות יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח מיקרוסקופ אופטי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר מצלמה למיקרוסקופ אופטי מסוגל הגדלה בין 40X ל400X. לאחר חיבור המצלמה למיקרוסקופ, להתאים את התמונות שצולמו להגדלה האופטית והרזולוציה של התמונה, למשל, בעזרת קנה מידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העסקת אני קוד פתוחתוכנת עיבוד קוסם כמו ImageJ 16 לנתח את התמונות האלה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציור צורה עם כלי צורה מכלי ניתוח תמונה על התמונה באזור ללא לכלוך, הדפסי אגודל, אזורים שנפגעו, או ורידי עלה גדולים. רוזן הפיוניות בתחום זה ובסכום הכולל של לפחות 50,000 מיקרומטר 2 מדגם ב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד אורך תא שומר הפיוניות ואורך נקבובית. לחשב את מספר הפיוניות למ&quot;מ 2. חישוב מדד הפיוניות כיחס בין הצפיפות הפיוניות לאפידרמיס מספר תאים למ&quot;מ 2. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. הערכה של תכונות וריד עלה הערה: להערכה של תכונות וריד עלה, שינוי פרוטוקול מהשק וScoffoni 17 הועסק. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדוגמא הכנה הערה: כדי לייעל את הנראות של ורידי העלה, העלים הראשונים מולבנים ולאחר מכן מוכתם בsafranine וירוק מלכיט. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להלבין את להפקירes, להשאיר אותם לפחות 72 שעות בפתרון של 50% decolorizer (גורם אחר בדיקה, שוב אולי קצת לעבוד טוב יותר). לחלופין, להשתמש בפתרון 5% או 10% פתרון פתרון KOH או 25% NaOH H 2 O 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים את הפתרון עד 30 מעלות צלזיוס או לשלב את הפתרונות השונים מצעד 3.1.1 לאפקטים טובים יותר. יש לשטוף מספר פעמים במים לאחר מכן. להתאים את תהליך ההלבנה למינים הספציפיים, בהתאם למאפייניהם עלה. הערה: עלים עבים עשויים להזדקק תקופות ארוכות יותר של אמבטיה פתרון ואו הפתרונות אגרסיביים יותר. עלים דקים יותר ויותר מכרז ניתן מולבנים במידה משביעת רצון בפחות מ 72 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצבע העלים למקם אותם באתנול 100%. צבע אותם 2 - 30 דקות ב -1% פתרון safranine. כדי לשפר את צביעה, להוסיף טיפול נוסף עם פתרון ירוק מלכיט 1% בלבד במשך כמה שניות. להתאים את הפרוטוקול לכל מינים במונחים של תזמון ועוצמה כדי להשיג תוצאות אופטימליות. יש לשטוף seפעמים veral במים לאחר מכן. אם העלים למוכתמים עמוק, כמה זמן באתנול או decolorizer עשוי לעזור. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח מדגם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סרוק את העלים עם סורק תאורה אחורית ברזולוציה של dpi 1200 בקירוב. התאם את הסריקות נלקחו לרזולוציה של התמונה, למשל, בעזרת קנה מידה, על מנת להבטיח שאורך פיקסל יכול להיות נעוצים באמצעים אורך מוחלטים של העלה הסרוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את שטח, היקף, אורך ורוחב של העלים. לחשב כמה מדדים, למשל, אורך / רוחב האזור והיקף 2 /. חותך 1 על ידי 1 סנטימטר מלבן מאמצע התמונה. למדוד קוטר של הוורידים של צו הראשון והשני (לא כולל את וריד האמצע העיקרי). מדוד את האורך של כל הוורידים של הצו הראשון בquadrat (צפיפות וריד) זה. </li></ol></li></ol> 4. הערכה של תכונות עלה אחרות הערה: אתונות תכונות עלה טיפוסיות כגון ספציפיאזור העלה (SLA), תוכן העלה יבש עניין (LDMC), אזור עלה, תוכן אלמנט, הרגל עלה, pinnation העלה, סוג תרכובת עלה, סוג שולי עלה וכו &#39;הבא הוקמה פרוטוקולי 18,19. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תכונות עלה תצפית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעריך pinnation עלה, סוג תרכובת עלה, סוג שולי עלה ואת הנוכחות של צופני extrafloral 18,19 באמצעות תצפית בתחום. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תכונות עלה אנליטית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף דגימות עלים טריות, רצוי באותו יחידים כמשמשים למדידות האחרות, לקביעת אזור מסוים עלה (SLA), אזור עלה ותוכן העלה היבש עניין (LDMC) 18,19. לאחר 48 שעות בתנור הייבוש על 80 מעלות צלזיוס, למדוד תוכן אלמנט ויחסים, רצוי באותו עלים. </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.

הפרמטרים של רגולציה הפיוניות שחולצו על ידי השיטה שהוצגה במאמר זה מדגישים את החשיבות של תכונות הפיוניות, כגון צפיפות הפיוניות ומדד הפיוניות. יחסי רומן אלה מדגימים את הפוטנציאל של קישור פרמטרים ממודלים פיסיולוגיים למורפולוגיים, אנטומי ועלה כימי תכונות 20. בהשוואה לשיטות אחרות, הגישה הנוכחית נושאת את היתרון של לכידת ערך VPD ייחודי וחד-משמעי שבמוליכות הפיוניות היא למטה מוסדרות למחצית המרבית גרם דגם של. מכל מתוארים בפרוטוקול הצעדים הקריטי ביותר הן המדידות של מוליכות הפיוניות. בשל הרגולציה multifactorial של תנאי מזג אוויר הסביבה מוליכות הפיוניות יש השפעה חזקה על S ז. מדידות מוליכות הפיוניות בלחות היחסית גבוהה ועוצמת אור נמוכה עשויות להיות לא אמינות 21-23. עם כל כבוד למורפולוגיים וענתתכונות omical, הפרוטוקול תמיד צריכה להיות מותאמים למיני היעד שנכללו במחקר. בפרט בניתוח צפיפות וריד, את משך הזמן של הלבנה וצביעה של עלים צריך להיות מגוון, בהתאם למבנה עלה וקשיחות. מגבלות פוטנציאל של השיטה כוללות מינים, שלמדידות של מוליכות הפיוניות הן בלתי אפשריות או מסובכות ונוטים לטעויות בשל צורות עלה יוצאות דופן. זה עשוי לכלול עצי מחט ועשבים עם להבי עלה צרים מאוד. התוצאות שלנו לאשר באופן חלקי את ההשערה הראשונה של קשר בין פרמטרים מוליכות הפיוניות ותכונות עלה של ספקטרום כלכלת עלה (LES), אשר תואם את מספר מחקרים אחרים. לדוגמא, Poorter וBongers (2006) 24 דיווחו על קשר הדוק בין S G והתכונות המיוצגות על ידי LES, למשל, עם S G יורד עם תוחלת חיים עלה וגובר. בהתאם לכך, אל. Demonst (1994) 1 שולץ ואחקישורים ברורים מדורגים בין תוכן חנקן עלה וגרם SMAX. באופן דומה, Juhrbandt et al. (2004) 25 מצאו קשר משמעותי בין g SMAX ותוכן אזור העלה וחנקן עלה. ההשערה השנייה שלנו של הבדלים ברורים בכל קשור לרגל עלה לא יכולה להיות מאושרת. הווריאציה הגבוהה בפרמטרים שנמדדו ותכונות בתוך ירוק והרגל עלה נשיר מצביעה על כך שרגל עלה היא לא מתאר טוב של LES. Brodribb והולברוק (2005) 26 דנו כי אסטרטגיות פיסיולוגיות הרגל עלה ועלה לא יכולות להיות מחוברות באופן בלתי נמנע מאז הווריאציה תכונה הרחבה היא נפוצה בכל סוגי הרגל עלה. הגישה ניתנת להארכה לתכונות ומאפיינים פיסיולוגיים של איברי צמח אחרים מאשר עלים, למשל לתכונות הקשורות להידראוליקה עצה כגון מוליכות הידראוליות עצה ספציפית ועץ מיקרוסקופיה תכונות 27. באופן דומה, אחרסוגים של תכונות עלה כפי שנגזר ממיקרוסקופיה כגון מבנה parenchyma משוכה ומבנה שכבת שעוות epicuticular יכולים להיכלל 28. לסיכום, מחקר זה אישר את הקשר ההדוק בין LES והרגולציה הפיוניות. בנוסף, השיטה שהוצגה כאן מתגלה היבטים של דפוסי רגולציה הפיוניות שאינם קשורים לLES. מגיעות לי תכונות עלה במיוחד ספציפיות כגון גודל הפיוניות, צפיפות ומדד כמו גם אורך וריד תשומת לב בעתיד במחקרי צמח פונקציונליים.

כדי לקדם את ההבנה הפונקציונלית של צמח העלים, רבים מחקרים שנעשו לאחרונה ניסו להתייחס מורפולוגיים, אנטומיים ותכונות כימיות עלה לתגובות פיסיולוגיות, כגון מוליכות הפיוניות עלה (S ז) 1-4. בנוסף, לתכונות עלה, מוליכות הפיוניות מושפעות מאוד על ידי תנאים סביבתיים, כגון צפיפות פוטון הפעיל photosynthetically שטף, טמפרטורת האוויר וVPD 5. דרכים שונות הוצעו למודל GS - עקומות VPD 6-8 המבוססים בעיקר על רגרסיה ליניארית של GS על VPD 6. לעומת זאת, המודל שהוצג במחקר זה נסוג logits של מוליכות הפיוניות היחסית (כלומר, היחס של S גרם לז המרבי הפיוניות מוליכות SMAX) על VPD ומסביר את אי-ליניאריות על ידי הוספת VPD כמונח regressor ריבועית. בהשוואה למודלים אחרים, המודל החדש מאפשר לגזירת פרמטרים המתאריםVPD בי S G הוא למטה מוסדר תחת מחסור במים. באופן דומה, VPD מתקבל בי S G הוא מקסימאלי. כפי שניתן לצפות פרמטרים פיסיולוגיים כגון להיות קשורה קשר הדוק להטמעת פחמן 9,10 קשר הדוק בין פרמטרים אלה המודל ותכונות עלה מפתח להקצאה תזונתית ומשאבים כפי שהיא משתקפת בLES צריך להיות צפוי 3,11. כתוצאה מכך, לא צריך להיות גם מערכת יחסים הדוקות בין האסטרטגיות של רגולציה הפיוניות עם תכונות LES. כגון יחסים צפויים בפרט להרגל עלה (ירוק לעומת נשיר) כהרגל עלה שני מתואמים עם LES ועם יעילות שימוש במים 12,13. מינים ירוקים נוטים לגדול לאט יותר, אבל יעילים יותר בסביבות עניות בחומרים מזינים 14. לפיכך, הרגל עלה צריכה לתרגם שונה דפוסי רגולציה הפיוניות, עם אסטרטגית שימוש במים שמרנית יותר מאשר מינים נשירים. Comparing קבוצה גדולה של מיני עצים רחבי עלים במצב גינה משותף, ההשערות הבאות נבדקו: 1) פרמטרים דגם מS G - דגמי VPD מחוברים לתכונות עלה הקשורים לספקטרום כלכלת עלה. יש לי 2) מיני אוורגרין ערכי S G ממוצע נמוך יותר וגרמתי SMAX מאשר מינים נשירים.

<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

תכונות פונקציונליות עלה חשובות משום שהם משקפים פונקציות פיסיולוגיות, כגון דיות והטמעת פחמן. בפרט, יש לי תכונות מורפולוגיות עלה הפוטנציאל לסכם אסטרטגיות צמחים במונחים של יעילות שימוש במים, דפוס צמיחה ושימוש תזונתי. ספקטרום כלכלת העלה (LES) הוא מסגרת שהוכרה באקולוגיה צמח פונקציונלית ומשקף שיפוע של הגדלת אזור ספציפי עלה (SLA), חנקן עלה, זרחן ותוכן קטיון, ויורד תוכן עלה יבש עניין (LDMC) ויחס חנקן פחמן ( CN). LES מתאר אסטרטגיות שונות הנעות בין זה של עלים קצרים-חי עם קיבולת פוטוסינתזה גבוהה למסה עלה לעלי חיים ארוכים עם שיעורי התבוללות פחמן מבוסס מסה נמוכה. עם זאת, תכונות שאינם כלולים בLES עשויות לספק מידע נוסף על הפיסיולוגיה של המינים, כגון אלה הקשורים לשליטה הפיוניות. פרוטוקולים מוצגים למגוון רחב של functio העלהתכונות סופיות, כולל תכונות של LES, אלא גם תכונות שאינן תלויים בLES. בפרט, שיטה חדשה הוא הציג המתייחסת להתנהגות הרגולציה &quot;הצמחים במוליכות הפיוניות לגירעון לחץ אדים. פרמטרים הנובעים מרגולציה הפיוניות אז יכולים להיות בהשוואה לLES ותכונות פונקציונליות צמח אחרות. התוצאות מראות כי תכונות עלה פונקציונליות של LES היו גם מנבאים תקפים לפרמטרים של רגולציה הפיוניות. לדוגמא, ריכוז פחמן עלה היה חיובי קשור לגירעון לחץ אדים (VPD) בנקודת הפיתול והמקסימום של עקומת המוליכות-VPD. עם זאת, תכונות שאינם כלולים בLES הוסיפו מידע במסבירים פרמטרים של שליטה הפיוניות: VPD בנקודת הפיתול של עקומת המוליכות-VPD היה נמוך יותר עבור מינים עם צפיפות גבוהה יותר הפיוניות ומדד הפיוניות גבוה יותר. בסך הכל, תכונות הפיוניות והווריד היו מנבאים חזקים יותר לt רגולציה הפיוניות מסבירתכונות האן השתמשו בLES.

פרמטרים של רגולציה מוליכות והפיוניות הפיוניות רבים נמצאו כקשורים למורפולוגיים, אנטומיים ותכונות עלה כימיות. בחלק הבא, הדגש יהיה על הקישורים לVPD בנקודת הפיתול, שירדה עם צפיפות הפיוניות (p = 0.04) ומדד הפיוניות (p = 0.03) וגדל עם תוכן פחמן עלה (p = 0.02, ראה איור 3). התוצאות מראות כי עם הירידה בVPD בנקודת הפיתול חלה ירידה בצפיפות הפיוניות ומדד הפיוניות. לעומת זאת, אין פרמטר של מוליכות הפיוניות הראה קשר ברור להרגל עלה. הגבוהה הווריאציה בתוך שתי הקבוצות של הרגל עלה מראה שמנגנוני פיקוח שונים קיימים גם בתוך קבוצת אוורגרין והרגלי עלה נשירים. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52738/52738fig3highres.jpg" width="700" /> איור איור 3. תוצאה עבור הקישורי דואר בין הדפוסים של תכונות רגולציה מוליכות ועלה הפיוניות גירעון לחץ אדים (VPD) בנקודת הפיתול של g S -. עקומת VPD (VpdPoi) כפונקציה של מדד הפיוניות () צפיפות הפיוניות, (ב), ו תוכן פחמן עלה (C) 20. Re-ההדפסה באישור 20. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52738/52738fig3highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

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

Relating Stomatal Conductance to Leaf Functional Traits

התרת איך פיזיולוגיה ומורפולוגיה צמודות מאפשרת הבנה עמוקה יותר של תפקוד מכניסטית של צמח עלים. אנו מציגים שני הליך לגזור פרמטרים של רגולציה הפיוניות ממדידות הפיוניות מוליכות ומתאמים עם תכונות עלה פונקציונליות מסורתיות.

הנוגע לתכונות מוליכות הפיוניות פונקציונליות ליף

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 Views.  Martin-Luther-University Halle-Wittenberg.  התרת איך פיזיולוגיה ומורפולוגיה צמודות מאפשרת הבנה עמוקה יותר של תפקוד מכניסטית של צמח עלים. אנו מציגים שני הליך לגזור פרמטרים של רגולציה הפיוניות ממדידות הפיוניות מוליכות ומתאמים עם תכונות עלה פונקציונליות מסורתיות. 

Video: Relating Stomatal Conductance to Leaf Functional Traits

Crystallizing Membrane Proteins for Structure Determination using Lipidic Mesophases

A detailed protocol for crystallizing membrane proteins by using lipidic mesophases is described. This method has variously been referred to as the lipidic cubic phase or in meso method. The method has been shown to be quite versatile in that it has been used to solve X-ray crystallographic structures of prokaryotic and eukaryotic proteins, proteins that are monomeric, homo- and hetero-multimeric, chromophore-containing and chromophore-free, and alpha-helical and beta-barrel proteins. Recent successes using in meso crystallization are the human engineered beta2-adrenergic and adenosine A2a G protein-coupled receptors. Protocols are presented for reconstituting the membrane protein into the monoolein-based mesophase, and for setting up crystallizations in the manual mode. Additional steps in the overall process, such as crystal harvesting, are to be addressed in future video articles. The time required to prepare the protein-loaded mesophase and to set up a crystallization plate manually is about one hour.

Herein is described the procedure implemented in the Caffrey Membrane Structural and Functional Biology Group to set up manually crystallization trials of membrane proteins in lipidic mesophases.

גיבוש חלבונים בממברנה עבור קביעת מבנה באמצעות Mesophases Lipidic

A detailed protocol for crystallizing membrane proteins by using lipidic mesophases is described. This method has variously been referred to as the ...

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.

ביטוי וטיהור של חלבון פיברוזיס פיברוזיס הטרנסממברני הרגולטור מוליכות ב Saccharomyces cerevisiae

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

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.

מדידת מוליכות עלה הידראוליים ומוליכות הפיוניות והתגובות שלהם לקרינה והתייבשות שימוש בשיטת אידוי השטף (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 ...

LeafJ: An ImageJ Plugin for Semi-automated Leaf Shape Measurement

High throughput phenotyping (phenomics) is a powerful tool for linking genes to their functions (see review1 and recent examples2-4). Leaves are the primary photosynthetic organ, and their size and shape vary developmentally and environmentally within a plant. For these reasons studies on leaf morphology require measurement of multiple parameters from numerous leaves, which is best done by semi-automated phenomics tools5,6. Canopy shade is an important environmental cue that affects plant architecture and life history; the suite of responses is collectively called the shade avoidance syndrome (SAS)7. Among SAS responses, shade induced leaf petiole elongation and changes in blade area are particularly useful as indices8. To date, leaf shape programs (e.g. SHAPE9, LAMINA10, LeafAnalyzer11, LEAFPROCESSOR12) can measure leaf outlines and categorize leaf shapes, but can not output petiole length. Lack of large-scale measurement systems of leaf petioles has inhibited phenomics approaches to SAS research. In this paper, we describe a newly developed ImageJ plugin, called LeafJ, which can rapidly measure petiole length and leaf blade parameters of the model plant Arabidopsis thaliana. For the occasional leaf that required manual correction of the petiole/leaf blade boundary we used a touch-screen tablet. Further, leaf cell shape and leaf cell numbers are important determinants of leaf size13. Separate from LeafJ we also present a protocol for using a touch-screen tablet for measuring cell shape, area, and size. Our leaf trait measurement system is not limited to shade-avoidance research and will accelerate leaf phenotyping of many mutants and screening plants by leaf phenotyping.

Demonstration of key methods for high throughput leaf measurements. These methods can be used to accelerate leaf phenotyping when studying many plant mutants or otherwise screening plants by leaf phenotype.

LeafJ: תוסף ImageJ למדידת צורת עלה חצי אוטומטית

High throughput phenotyping (phenomics) is a powerful tool for linking genes to their functions (see review1 and recent examples2-4). Leaves are the ...

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;

טיהור של חלבון הטרנסממברני מוליכות רגולטור סיסטיק פיברוזיס שבא לידי ביטוי ב<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em

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

Probing High-density Functional Protein Microarrays to Detect Protein-protein Interactions

High-density functional protein microarrays containing ~4,200 recombinant yeast proteins are examined for kinase protein-protein interactions using an affinity purified yeast kinase fusion protein containing a V5-epitope tag for read-out. Purified kinase is obtained through culture of a yeast strain optimized for high copy protein production harboring a plasmid containing a Kinase-V5 fusion construct under a GAL inducible promoter. The yeast is grown in restrictive media with a neutral carbon source for 6 hr followed by induction with 2% galactose. Next, the culture is harvested and kinase is purified using standard affinity chromatographic techniques to obtain a highly purified protein kinase for use in the assay. The purified kinase is diluted with kinase buffer to an appropriate range for the assay and the protein microarrays are blocked prior to hybridization with the protein microarray. After the hybridization, the arrays are probed with monoclonal V5 antibody to identify proteins bound by the kinase-V5 protein. Finally, the arrays are scanned using a standard microarray scanner, and data is extracted for downstream informatics analysis1,2 to determine a high confidence set of protein interactions for downstream validation in vivo.

Using protein microarrays containing nearly the entire S. cerevisiae proteome is probed for rapid unbiased interrogation of thousands of protein-protein interactions in parallel. This method can be utilized for protein-small molecule, posttranslational modification, and other assays in high-throughput.

חיטוט Microarrays חלבון פונקציונלי בצפיפות גבוהה לזיהוי חלבונים אינטראקציות

High-density functional protein microarrays containing ~4,200 recombinant yeast proteins are examined for kinase protein-protein interactions using an ...

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.

לחץ-נפח לב ניתוח לולאה באמצעות מוליכות קטטרים בעכברים

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.

איסוף ותחזוקה ארוכת טווח של נמלים חותכות עלים (Atta) בתנאי מעבדה

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.

זיהוי הגנים המעורבים בהתפתחות סטומאטלית באמצעות ניקוד פנוטיפ אפידרמלי

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.

פרוטוקול פשוט למיפוי תכונות ארכיטקטורת מערכת שורש הצמח

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