VSR è stato sostenuto da una sovvenzione Marie Curie IIF (FERITE IN TERRA, acronimo di: ferita indotta segnali elettrici in Arabidopsis thaliana).

1. afide allevamento Nota: La scelta delle specie vegetali e afidi per le registrazioni EPG dipende dalla finalità di ricerca. Per gli studi sulla Arabidopsis thaliana, il brassicae afide Brevicoryne è appropriato. <ol><li> Posteriore B. afidi brassicae in una serra su Brassica oleracea. Mantenere le piante utilizzate per afide allevamento in gabbie, per evitare di contaminare altre piante. Mantenere le piante-afidi allevamento e impianti sperimentali (nel nostro caso B. oleracea e A. thaliana) in stanze separate, al fine di evitare la contaminazione di impianti sperimentali con gli afidi. </li><li> Trasferimento afidi di piante fresche su ogni 2 settimane, prima di causare danni significativi pianta, o raggiungere la sovrappopolazione. Trasferire 10-20 afidi adulti ad un impianto di allevamento fresca per iniziare una nuova colonia. </li><li> Monitorare allevamento piante regolarmente per contaminazione da specie indesiderate di afidi, altri erbivori insetti parassitoidi, afidi e fungi che possa influenzare la salute della colonia di afidi. </li><li> Raccogliere adulti, afidi senza ali fino a una settimana dopo la loro muta finale per la registrazione EPG. </li><li> Dopo gli esperimenti, restituire le piante sperimentali che non sono stati utilizzati per la camera di crescita, come spesso hanno alcune progenie che è stata prodotta durante la registrazione, che potrebbe contaminare inavvertitamente altre piante. </li></ol> 2. Insect cablaggio per la registrazione EPG <ol><li> Per elettrodi di insetti, ottenere i pin del connettore ottone (chiodi, Ø 1,2 mm), sottile filo di rame (Ø 0,2 mm), di filo d&#39;oro molto sottile (Ø circa 20 micron), a base di acqua d&#39;argento colla, un semplice piccolo bullone di saldatura con fluido saldatura e filo di saldatura in resina animato, stereomicroscopio con ingrandimento 10X, piccole forbici o bisturi, due pinza sottile, e un foglio di polistirolo o scatola. Nota: un vortex potrebbe essere utile. Nota: Il protocollo passo-passo per rendere elettrodi è indicato nella figura 2. </li><li> Per afidemanipolazione e l&#39;applicazione della colla, ottengono: un piccolo e morbido pennello acquerello cammello (formato 2 o più piccolo) e perni di insetti, come quelli usati per le collezioni di insetti, anche se un ago da cucito multa o uno stuzzicadenti può funzionare così. Fase 4 mostra come avviare la registrazione EPG. </li><li> Passo 1. Nota: I passi 1 e 2 qui di seguito mostrano come preparare elettrodi insetti meno la afide. Passo 3 illustra come collegare un afide all&#39;elettrodo. Vacuum fissaggio del afidi è raccomandato durante il cablaggio, ma non sempre necessaria per specie movimento lento (ad esempio, B. brassicae). <ol><li> Accendere il bullone di saldatura e sciogliere qualche filo di saldatura alla sua punta (Figura 2A). Bagnare la testa del perno connettore di ottone con un fluido di saldatura (Figura 2B) ed immergerlo nel metallo di saldatura fuso (Figura 2C). </li><li> Applicare una guaina di metallo fuso di saldatura su una estremità di un lungo pezzo di filo di rame sottile 1-2 cm (Figura2D). Quindi portare il filo di perno e di rame insieme contro il bullone caldo (Figura 2E) e spostarli insieme via raffreddare e solidificare (Figura 2F). </li></ol></li><li> Passo 2. <ol><li> Agitare bene (o vortex), il flacone con colla d&#39;argento per alcuni minuti fino a visualizzare una emulsione liscia. Cut (forbici o bisturi) un paio di pezzi di filo d&#39;oro (di circa 1,5 cm di lunghezza) sul piatto oggetto della stereomicroscopio (Figura 2G). </li><li> Dai pin ottone con filo di rame saldato (realizzato in sezione 2.3) e immergere l&#39;estremità libera del filo di rame nel piccolo serbatoio di collante argento che sono riuniti in all&#39;interno del coperchio della fiala dopo l&#39;apertura (Figura 2H). Nota: E &#39;necessaria solo una piccola goccia. </li><li> Spostare fine colla-tuffato del filo di rame al pezzo di filo d&#39;oro, mentre si solleva un&#39;estremità per evitare sbavature la colla sulla piastra oggetto stereomicroscopio. Provate a sovrapporsi copper e filo d&#39;oro per pochi mm (figura 2I), distribuire la colla lungo la sovrapposizione dei due fili. </li><li> Attendere che la colla si è asciugata abbastanza per tenere i fili uniti. Verificare il contatto colla dopo l&#39;essiccazione e aggiungere un po &#39;di colla fresca con un piccolo spillo o un altro pezzo di filo di rame se alcune parti dei fili uniti mostrano parti senza colla. </li><li> Dopo l&#39;elettrodo insetto è pronto, conservarlo, ad esempio inserito in un pezzo di polistirolo. Nota: La lunghezza del filo d&#39;oro determinerà la libertà di movimento del afidi: se è troppo breve (meno di 5 mm), l&#39;afide può sentirsi vincolata e non si comporterà normalmente; se è troppo lungo (&gt; 2 cm), l&#39;afide si muove liberamente. Afidi tendono a spostarsi verso il lato adaxial delle foglie, se lasciati. Se il filo d&#39;oro tocca la foglia, il segnale sarà cortocircuitato. </li></ol></li><li> Fase 3. <ol><li> L&#39;afide può essere tenuto in posizione mediante aspirazione luce, utilizzando un vuoto; in questo caso, installare tegli dispositivo di aspirazione con lo stereomicroscopio. Posizionare la bocca di aspirazione al centro del campo. </li><li> Agitare bene il flacone con colla d&#39;argento per alcuni minuti (o vortex) fino a quando si forma un&#39;emulsione liscia. Raccogliere un afide con il pennellino. </li><li> Accendere il dispositivo di aspirazione e montare l&#39;afide sull&#39;apertura di aspirazione (figura 2J), con la parte posteriore del ventre rivolto allo sperimentatore. Con il pennello fine, rimuovere ogni residuo di cera con l&#39;addome (abbondante in afidi cavolo). </li><li> Aprire il flacone colla e bagnare un perno con una piccola goccia di colla argento (Figura 2K). Applicare la goccia di colla argento sul retro dell&#39;addome del afidi (Figura 2L-M). Sia questo droplet completamente asciutta per parecchi minuti, agitare vigorosamente il flaconcino colla di nuovo e aggiungere una seconda goccia di colla d&#39;argento in cima al primo. Nota: Mentre la colla argento è un conduttore elettrico, non provoca significativedanni alla cuticola dell&#39;insetto. </li><li> Dopo aver chiuso la fiala colla, inserire l&#39;estremità libera del filo oro nella gocciolina bagnato e mantenere il filo ancora consentendo la colla si asciughi completamente (Figura 2N). Evitare sbavature colla sulla gambe o antenne e scartare un afide se questo è successo. </li><li> Spegnere il dispositivo di fissaggio di aspirazione e sollevare con attenzione l&#39;insetto (Figura 2O). Se necessario, utilizzare un pennello fine di contribuire alla revoca del afide dal dispositivo di aspirazione. Nota: Cablaggio B. brassicae non richiede un vuoto, in quanto possono essere collegati su un pezzo di un tessuto precisione da laboratorio, la superficie ruvida che fornisce l&#39;afide con abbastanza impugnatura in modo che non venga sollevato dopo l&#39;applicazione di una goccia di colla a freddo al suo addome. Dopo asciugatura della colla si può sollevare l&#39;afide dal tessuto con l&#39;aiuto di un pennello fine. </li><li> Inserire il perno in ottone con l&#39;insetto cablata in polistirolo e, se necessario, continuarecablaggio tutti gli altri insetti da utilizzare per la sessione di registrazione EPG. Nota: Questi protocolli per il cablaggio afidi funzionano bene per noi. L&#39;utente può trovare la sua / suo proprio metodo di cablaggio afidi. </li></ol></li><li> Passo 4. <ol><li> Mettere piante nella gabbia di Faraday (Figura 2P) su un supporto non conduttivo: utilizzare capsule Petri o una lastra di vetro o di plastica. </li><li> Inserire un elettrodo pianta nel terreno di ogni piatto. Inserire il perno di ottone dell&#39;insetto metallico nel connettore di ingresso della EPG preamplificatore (Figura 2Q). Nota: l&#39;elettrodo terreno non corrisponde all&#39;elettrodo terra utilizzato in altre tecniche elettrofisiologiche. Ha la tensione di offset necessaria per regolare e compensare le tensioni di polarizzazione dell&#39;elettrodo. </li><li> Nell&#39;interfaccia del software di acquisizione mandrino +, con frequenza di campionamento fissa di 100 Hz, immettere un nome file, specificare il tempo di registrazione, e scrivere il testo di specificare i dettagli dell&#39;esperimento (trattamento, impianti / inse<html> specie ct, ecc) in commento linee 2 e 3. </li><li> Abbassare gli insetti su una zona di atterraggio adeguata dell&#39;impianto e avviare la sessione di registrazione facendo clic sul pulsante Start del software di acquisizione di interfaccia (Stylet +). Nota 1: un massimo di 8 canali può essere utilizzata contemporaneamente in un EPG istituito. Un EPG elettrodi o più EPG-elettrodi per ogni impianto può essere utilizzato. Nota 2: quando il focus dello studio è il comportamento afide, avviare la registrazione prima di accedere pianta degli afidi per evitare di perdere le prime attività di penetrazione pianta. </li><li> Per studiare le risposte elettrofisiologiche delle SE a stimoli, attendere almeno 10 minuti dopo l&#39;afide è entrato in fase floema, al fine di garantire che il afidi è in una fase di sostenuta ingestione floema, e che la linea di base del segnale è stabile. Solo allora, avviare qualsiasi esperimento di stimolazione della pianta. </li></ol></li></ol>tp_upload / 52826 / 52826fig2.jpg &quot;/&gt; Figura 2. Fare EPG-elettrodi con afidi o altri insetti hemipteran per grafico elettrica penetrazione (EPG) registrazioni. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52826/52826fig2highres.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Pannelli AI, passaggi necessari per preparare EPG-elettrodi meno la afide. Innanzitutto, sciogliere un pezzo di metallo di saldatura sulla punta di un bullone di saldatura (A). Poi, immergere la testa del perno di ottone in una goccia di liquido saldatura (B), e in contatto con il metallo fuso sulla punta del bullone di saldatura (C). Immediatamente dopo questo passo, contattare l&#39;estremità di un filo di rame alla punta del bullone di saldatura, per l&#39;incollaggio alla testa del perno in ottone (EF). Con un bisturi o una lama, tagliare un pezzo di filo d&#39;oro (G). Tuffol&#39;estremità libera del filo di rame (unito all&#39;altra estremità al perno ottone) sulla colla d&#39;argento (H), e rapidamente uniscono il filo d&#39;oro ad esso (I) prima l&#39;argento asciuga. Il filo d&#39;oro è un ottimo conduttore, e può essere polarizzata. In realtà, nella maggior parte dei casi, la polarizzazione è troppo piccolo per essere rilevato, e in tal caso, può essere compensata con l&#39;offset di tensione (V). Pannelli JO, passaggi necessari per collegare un afide (o altro hemipteran insetto) all&#39;elettrodo. Innanzitutto, sollevare accuratamente un afide con un pennello acquarello fine e posizionarlo sulla apertura del dispositivo di aspirazione di vuoto (J). Accendere la pompa di aspirazione e coprire il foro valvola dell&#39;aria con un pezzo di carta per applicare il vuoto. Immergere la punta del perno dell&#39;insetto nella colla argento (K), e mettere una piccola goccia di colla sulla parte superiore dell&#39;addome del afidi, allo stereomicroscopio (LM). All&#39;interno delprossimi ~ 20 sec, prima della gocciolina colla argento si asciuga afide, inserire l&#39;estremità del filo d&#39;oro dell&#39;elettrodo insetto nella gocciolina bagnato di colla d&#39;argento, e tenerlo in posizione per 1-3 minuti, fino a quando la colla argento ha completamente essiccata all&#39;aria (N). A questo punto, disattivare aspirazione rimuovendo il pezzo di carta che copre il foro di sfiato del dispositivo di aspirazione e rimuovere accuratamente l&#39;afide, dal dispositivo di aspirazione: sollevamento afide dopo il cablaggio spesso richiede qualche aiuto da un pennellino (O). Pannello P mostra una panoramica di tutta la EPG allestito all&#39;interno della gabbia di Faraday, e Panel Q mostra una panoramica della combinazione impianto-afide per EPG. Vedere sezione 2 sopra per una spiegazione più dettagliata di questo processo. Piccole lettere sono etichette che alludono alle voci che bisogna fare EPG-elettrodi: un: Bullone di saldatura; b: fuso in metallo di saldatura;c: il fluido di saldatura; d: connettore d&#39;ottone perno (unghie); e: filo di rame; f: filo d&#39;oro Ø 18μm; g: dispositivo di aspirazione; h: afide; i: colla d&#39;argento a base d&#39;acqua; j: Gabbia di Faraday; k: impianto dell&#39;elettrodo; l: connettore di ingresso (BNC) dell&#39;EPG preamplificatore.

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	<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.

Questo articolo fornisce un protocollo dettagliato per rendere elettrico Penetrazione Graph (EPG) registrazioni. La tecnica EPG è ben definito, con 100-200 utenti attivi in tutto il mondo, ed è stato implementato per molti studi su diversi argomenti, ad esempio: a) la resistenza pianta ospite di afidi e altri insetti stiletto-cuscinetto 13; b) impianti e virus patogeni meccanismi di trasmissione 14; c) Modalità di insetticida di azione, (tossicità e comportamento cambia) 15; d) EPG s...

La capacità di produrre segnali elettrici a lunga distanza è una caratteristica vantaggiosa di organismi pluricellulari che permette risposte efficaci agli stimoli esterni. Questa caratteristica si è evoluto in maniera indipendente in piante e animali, e rappresenta quindi un caso di evoluzione convergente. Dato che i segnali elettrici sono accoppiati con funzioni importanti in animali come trasmissione neurale e la contrazione muscolare, la base molecolare, il meccanismo di trasmissione, e la funzione di segnali elettrici di stimolo indotto negli animali sono oggetto di ricerca intensiva. Al contrario, lo stimolo indotto la segnalazione elettrica nelle centrali ha ricevuto scarsa attenzione della ricerca. Anche se le piante non hanno i nervi o muscoli, ci sembra essere prove sufficienti per supporre che i segnali elettrici di stimolo indotto nelle piante svolgono un ruolo chiave nelle loro risposte ai fattori ambientali. Il floema, la componente vivente del sistema vascolare delle piante, è stata postulata come uno dei principali substrate per la trasmissione di segnali elettrici di stimolo indotto, da stimolato / danneggiato ad aree non stimolato / integri 2. Le principali cellule del floema sono gli elementi setaccio (Ses),, cellule allungate relativamente semplici. Le estremità delle SE sono collegati ad altre SE, formando una continua, a bassa resistenza, sistema del tubo setaccio che si sviluppa per tutta la pianta. Vi sono, tuttavia, molto pochi studi sulle proprietà elettriche di queste cellule altamente specializzate. In questi studi precedenti, i ricercatori accessibili SE o con vetro micro-elettrodi 3 mandrini o con elettrodi di vetro che sono stati accoppiati a piantare-inseriti di afidi, dopo stylectomy (taglio) 4. Microelettrodi di vetro sono realizzati da capillari di vetro che sono tirati ad una estremità con il calore in una punta sottile inferiore a 1 micron di diametro, e successivamente riempito con una soluzione di KCl. A Ag / AgCl o platino filo, inserito nel elettrodo di vetro KCl-riempita viene quindi collegato all&#39;ingresso dell&#39;amplificatore, e un referenteelettrodo viene inserito nella vasca che circonda la cella di interesse, completando il circuito. Questa configurazione registra la differenza di potenziale tra l&#39;elettrodo extracellulare referente e l&#39;elettrodo di misura intracellulare, cioè, il potenziale di membrana della cellula 5. Con questo metodo, Umrath fatto la prima registrazione intracellulare da una cellula vegetale, utilizzando le alghe Nitella 6,7. Nitella è relativamente semplice organismo a grandi cellule, e quindi suscettibili di esperimenti elettrofisiologia intracellulari. Al contrario, l&#39;inserimento degli elettrodi di vetro intracellulari nelle piccole cellule, piante terrestri tridimensionali multicellulari è tecnicamente impegnativo, richiede un ricercatore altamente qualificato, nonché visualizzazione sofisticato, micromanipolazione e apparecchiature antivibrazione. Sebbene elettrodi di vetro sono adatti a registrare da cellule superficiali nelle piante, come le cellule epidermiche radice 8, recordin intracellularegs dalle cellule profondamente radicate nel tessuto della pianta, come la SE, causa danno risposte indotte molto probabilmente, confondendo i risultati. Nel 1989, Fromm e Eschrich segnalato l&#39;uso di un metodo alternativo, chiamato il &#39;metodo di afide&#39;, in cui gli elettrodi di vetro sono accoppiati a stiletti afidi dopo stylectomy 4. Il metodo afide è minimamente invasiva, perché mandrini flessibili non causano tessuti o cellule danni elettrodi in vetro fanno. Mandrini afidi sono grande invenzione della natura per la penetrazione pianta, e gli afidi sono molto più abili di esseri umani nella ricerca di SE. Sfortunatamente, questo metodo afide è anche molto esigente in termini di competenze tecniche e attrezzature. Inoltre, il successo di ogni esperimento che implementa questa tecnica dipende interamente l&#39;afide essere in modalità di alimentazione - con il mandrino stabilmente inserita in una SE, al momento della stylectomy. Pensare in retrospettiva, si può vedere che le probabilità di successo di questa tecnica avrebbe potuto essere improved aggiungendo al setup sperimentale uno strumento che consente di identificare se il mandrino è afidi in SE nell&#39;applicazione stylectomy. Nel 1964, McLean e Kinsey descritto un &#39;sistema di monitoraggio elettronico&#39; per lo studio del comportamento alimentare di afidi in tempo reale 9,10. In questo sistema, l&#39;afide e l&#39;impianto mandrino-penetrato sono stati integrati in un circuito elettrico. Successivamente, nel 1978, Tjallingii ideato una versione modificata del sistema, denominato sistema &#39;Electrical Penetrazione Graph&#39; (EPG) 11,12. Considerando che il sistema di controllo elettronico originale era sensibile alle potenzialità resistenza origine solo, con il sistema EPG, la forza elettromotrice (fem) originato potenziali, cioè, in un impianto o l&#39;insetto, potrebbero essere registrati in aggiunta alle potenzialità derivanti dal resistenza (R) nella insetto. Questo rappresenta un miglioramento importante, perché sia ​​il segnale componenti, EMF e R,fornire biologico informazioni rilevanti sugli eventi durante la penetrazione pianta dagli afidi. Ciò che rende la EPG preamplificatore sensibile alle componenti R è relativamente bassa resistenza di ingresso 1 GΩ, che è vicino alla media della resistenza delle piante / afidi. Una piccola tensione di offset (Figura 1, V) di circa +100 mV viene applicato alla pianta, che viene poi suddivisa su piante e insetti da un lato, e la resistenza di ingresso sull&#39;altro. Le tensioni e le loro variazioni sono misurate in un punto (Figura 1A, B) tra l&#39;insetto e la resistenza di ingresso. Pertanto, le componenti R rappresentano modulazioni resistenza vegetale afide della tensione di offset, mentre i EMF-componenti sono una certa frazione di potenziali di piante al punta del mandrino e potenzialità causati nella insetto. I potenziali vegetali - più importanti qui - sono potenziali principalmente membrane delle cellule vegetali forati dai stiletti afidi. I potenziali insetti sembrano essere principalmentepotenziale di streaming causate da movimenti fluidi nei due canali stiletto, cioè, il cibo ei canali salivari; nessun potenziale nervose o muscolari interne sono registrate nel EPG. In pratica, le funzioni punta del mandrino come una punta dell&#39;elettrodo. Tutte le cellule vegetali sono caricati negativamente all&#39;interno rispetto all&#39;esterno positiva della cellula. La corrente elettrica (cioè, il movimento di ioni in soluzione acquosa) scorre dall&#39;interno verso l&#39;esterno e vice versa è molto limitato a causa della elevata resistenza della membrana cellulare. Normalmente il potenziale di riposo viene mantenuta costante. Tuttavia, quando gli ioni negativi muovono fuori o ioni positivi si muovono attraverso la membrana cellulare, il potenziale di membrana è ridotto, cioè, &#39;depolarizza&#39;. Depolarizzazione si verifica in caso di eccitazione delle cellule. Ioni quindi spostare avanti o indietro quando specifici canali ionici nella membrana vengono aperti o quando la membrana è danneggiata e ioni perdite dentro e fuori. Tutte le cellule hanno canali ionici e pompe in tegli membrana plasmatica che portano il potenziale di membrana al suo livello di riposo ripristinando la concentrazione originale di vari ioni all&#39;interno della cellula. Il potenziale di riposo e le sue variazioni sono componenti EMF, e di conseguenza, la tecnica EPG è adatto a misurare loro. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52826/52826fig1.jpg" /> Figura 1. EPG-elettrodi. L&#39;EPG-elettrodo è un afide vivente integrato nel circuito elettrico Penetrazione Graph (EPG), il cui mandrino viene inserito in un elemento di setaccio (SE) in modalità di alimentazione stabile. Se il mandrino SE-infilzata è a riposo (pannello A), la tensione nel circuito, registrato da EPG, è stabile e al potenziale livello di riposo (pannello C, Rest). Se la SE è entusiasta, i suoi depolarizza membrana (pannello B), che viene visualizzato nella EPG come un graduale aumento della tensione (pannello C, Depolarizzazione). Come l&#39;equilibrio ionico nella SE torna a riposare, cioè, repolarizes, la tensione registrata da EPG diminuisce gradualmente al potenziale livello di riposo (Panel C, ripolarizzazione). Nel pannello C, &quot;A&quot; e &quot;B&quot; si riferiscono agli scenari illustrati in pannelli A e B, rispettivamente. V = regolabile sorgente di tensione di offset. Ri = resistenza di ingresso. In parallelo alla resistenza esterna 1 GΩ, l&#39;amplificatore ha un interno (nel OpAmp) alto 1,5 resistore TΩ (pannelli A e B, in grigio). Con il controllo remoto dello switch EPG pre-amp può essere cambiata da normale a EMF-mode, che permette di ottenere valori di tensione ad alta precisione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52826/52826fig1highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Nella sezione successiva, mettiamo a disposizione il lettore con un protocollo di base per l&#39;esecuzione di esperimenti EPG che sia valido per entrambi gli studi insetti focalizzati e vegetali a fuoco.

<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

Proprietà elettrofisiologiche di cellule sono spesso studiati in vitro, dopo averli dissociandosi dal loro ambiente naturale. Tuttavia, lo studio di trasmissione elettrica tra le cellule lontane in un organismo è necessario in vivo, registrazioni prive di artefatti di cellule incorporate all&#39;interno del loro ambiente nativo. La trasmissione dei segnali elettrici da ferita a zone illesi in un impianto ha suscitato da tempo l&#39;interesse di botanici. Il floema, la parte viva del sistema vascolare pianta che si sviluppa in tutta la pianta, è stata postulata come un tessuto importante nella trasmissione elettrica negli impianti. La mancanza di adeguati metodi elettrofisiologici pone molte sfide per lo studio delle proprietà elettriche delle cellule floema in vivo. Qui vi presentiamo un nuovo approccio per elettrofisiologia intracellulare di elementi setaccio (SE) che utilizza afidi che vivono, o altri insetti hemipteran floema-alimentazione, integrata nella gra penetrazione elettricoph (EPG) del circuito. La versatilità, la robustezza e la precisione di questo metodo ha permesso di registrare e studiare in dettaglio i segnali elettrici ferita indotta a SE di vene centrali del pianta modello Arabidopsis thaliana 1. Qui mostriamo che EPG-elettrodi possono essere facilmente implementati per intracellulari registrazioni elettrofisiologiche di SE in vene marginali, nonché per studiare la capacità delle SE di rispondere con segnali elettrici a diversi stimoli esterni. L&#39;approccio EPG applicata alla elettrofisiologia intracellulare di SE può essere implementata per una grande varietà di specie vegetali, in un gran numero di combinazioni pianta / insetti, e per molti ricerca mira.

In uno studio precedente, abbiamo implementato la tecnica EPG-elettrodo con lo scopo di caratterizzare i segnali elettrici prodotti in SE della midvein durante l&#39;attacco caterpillar 1. Il midvein è un sito di inserzione preferito per elettrodi in vetro convenzionale, così come per gli elettrodi di vetro-stiletto, perché è SE-denso, e relativamente robusto, quindi suscettibili di fissazione necessaria per attuare queste tecniche. Qui, abbiamo sfruttato la versatilità dell&#39;elettrodo EPG con lo scop...

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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.

Una nuova applicazione della penetrazione Elettrica Graph (EPG) per l&#39;acquisizione e la misurazione dei segnali elettrici in Floema Sieve Elements

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

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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 Views.  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. 

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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.

Metodi per l&#39;esecuzione di Croci nel<em&gt; Setaria viridis</em&gt;, Un nuovo sistema Modello per le Erbe

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 ...

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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.

Applicazione di due-macchiato Spider Mite<em&gt; Tetranychus urticae</em&gt; Per gli Studi Plant-parassita di interazione

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.

Rimozione di Oligoelementi per Cupric nanoparticelle di ossido di uranio da<em&gt; In Situ</em&gt; Recupero Bleed Acqua e il suo effetto sulla vitalità cellulare

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.

Un metodo semplice per Automated fase solida estrazione di campioni di acqua per l&#39;analisi immunologiche di piccole inquinanti

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.

Modifica e applicazione di una Leaf Blower-Vac per Campo di campionamento di Artropodi

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.

Misura e mappatura modelli di erosione e deposizione relazionati al suolo carbonato concentrazioni sotto gestione agricola

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.

Sviluppo di nuovi metodi per quantificare la densità di pesce utilizzando strumenti di Stereo-video subacquei

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.

La prova di infezione di pianta: Spray e ferita-mediata di inoculazione con la pianta patogeno 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.

Protocollo sperimentale per l'esame di profili di risposta comportamentale nel pesce larvale: applicazione alla caffeina Neuro-stimolante

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.

Combinare i dati di tracciamento degli occhi con un'analisi dei contenuti video da Free-visualizzazione di un video di una passeggiata in un ambiente parco urbano

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