Avaliação de características estruturais em Triticum aestivum e Zea mays para diferenciação fotossintética C3 e C4 usando seções à mão livre e semifinas

Summary

Avaliar as diferenças anatômicas entre as seções transversais das folhas C₃ e C₄ ajuda a entender a eficiência da fotossíntese. Este artigo descreve a preparação e o exame de seções transversais de folhas à mão livre e semifinas, juntamente com as ressalvas na preparação para as espécies de culturas Triticum aestivum e Zea mays.

Abstract

A eficiência aprimorada da fotossíntese C₄ , em comparação com o mecanismo C₃ , surge de sua capacidade de concentrar CO₂ em células da bainha do feixe. A eficácia da fotossíntese C₄ e a eficiência intrínseca do uso da água estão diretamente ligadas à participação do mesofilo e das células foliares do feixe, tamanho e densidade das bainhas do feixe e tamanho, densidade e espessura da parede celular das células da bainha do feixe. A análise microscópica rápida dessas características pode ser realizada em seções à mão livre e semifinas usando microscopia de luz convencional, fornecendo informações valiosas sobre a eficiência fotossintética em culturas C₄ por meio da identificação e exame de tipos específicos de células. Além disso, são mostrados erros no preparo à mão livre e semifina que afetam as medidas anatômicas e os diagnósticos do tipo de célula, bem como a forma de evitar esses erros. Essa abordagem microscópica oferece um meio eficiente de coletar insights sobre a aclimatação fotossintética à variação ambiental e auxilia na triagem rápida de culturas para climas futuros.

Introduction

A fotossíntese é um processo fundamental onde a energia luminosa é convertida em energia química, servindo como pedra angular das redes tróficas terrestres. A maioria das plantas segue a via C₃ da fotossíntese, onde o principal produto fotossintético é o composto de três carbonos glicerato 3-fosfato. A fotossíntese C₃ evoluiu há mais de 2 bilhões de anos na atmosfera abundante em CO₂ e baixa em O₂¹. A principal enzima fotossintética ribulose 1,5 bifosfato carboxilase / oxigenase (Rubisco), que evoluiu nessas condições, é subótima para as atuais condições de baixo CO₂ alto O₂, poi....

Protocol

1. Condições de crescimento das plantas

1. Selecione trigo (Triticum aestivum L. Var. Trigo de inverno, "Fredis") e milho (Zea mays L. Var. Saccharata, "Golden Bantam") como plantas representativas C₃ e C₄ , respectivamente. Cultive ambas as espécies de plantas em uma câmara de crescimento controlada pelo ambiente a partir de sementes.
2. Mantenha a umidade relativa em 55% com a temperatura do ar em 25 °C/18 °C (dia/noite) com um período de luz.......

Discussion

Neste artigo, discutimos os métodos quantitativos e qualitativos de medição da anatomia foliar e as maneiras pelas quais eles podem ser otimizados. Além disso, a metodologia é aplicada a espécies de culturas representativas para determinar quais características anatômicas são mais úteis na distinção entre as seções transversais C₃ e C₄ . Compreender essas características é essencial, pois as espécies híbridas, denominadas fotossíntese C₂ , estão se tornando uma via de .......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Disodium hydrogen phosphate dihydrate (Na2HPO42H2O) pure	PENTA, CZ	10028-24-7
Embedding Film, 7.8 mil Thick, 8 x 12.5, (203 x 318mm)	ACLAR, US	10501-10
Ethanol, abs. 100% a.r.	Chem-Lab NV, BE	CL00.0505.1000	Danger: Highly inflammable liquid and vapour.
EVOS Invitrogen FL Auto 2 Imaging System	Thermo Fisher Scientific, US
Flat Embedding PTFE Mold with Metal Frame, 16 cavities	PELCO, US	10501
Glass vial 2 ml	VWR Life Science, US	548-0045
Glutaraldehyde 50% solution	VWR Life Science, US	23H2856331	Danger: Fatal if inhaled. Toxic if swallowed. Causes severe skin burns and eye damage. May cause respiratory irritation. Wear protective gloves, protective clothing, eyes and face protection.
Histo diamond knife	Diatome, US
LEICA EM UC7	Leica Vienna, AT
LR White resin hard grade	Electron Microscopy Sciences, US	14383	Danger: Causes skin irritation. Causes severe eye irritation May cause respiratory irritation. May cause drowsiness or dizziness Wear protective gloves, protective clothing, eyes and face protection.
Microscope slides	Normax, PT	5470308A
Nikon Eclipse E600 and Nikon DS0Fi1 5 MP	Nikon Corporation, JP
Osmium Tetroxide (OsO4)	Agar Scientific Ltd, GB	R1019	Danger: Fatal if swallowed, in contact with skin or if inhaled. Causes severe skin burns and eye damage Wear double protective gloves, protective clothing, eyes and face protection.
Pipette and pipette tips	Thermo Scientific, FI	KJ16047
Sodium dihydrogen phosphate dihydrate (NaH2PO4 . 2H2O) pure	PENTA, CZ	13472-35-0
Syringe 10 ml	Ecoject, DE	20010
Toluidine blue, general purpose grade	Fisher Scientific, GB	2045836