Updegraff Yöntemi Kullanılarak Bitki Biyokütlesinin Kristal Selüloz İçeriğinin Tahmini

Özet

Updegraff yöntemi selüloz tahmini için en yaygın kullanılan yöntemdir. Bu gösterimin temel amacı, bitki biyokütle örneklerinde selüloz içeriğinin tahmini için ayrıntılı bir Updegraff protokolü sağlamaktır.

Özet

Selüloz, fotosentez ve hücre duvarlarının ana yük taşıyan bileşeni tarafından üretilen dünyadaki en bol polimerdir. Hücre duvarı, güç, sertlik, hücre büyüme hızı ve yönü, hücre şekli bakımı ve biyotik ve abiyotik stresörlerden korunma sağlayarak bitki büyümesinde ve gelişmesinde önemli bir rol oynar. Hücre duvarı öncelikle selüloz, lignin, hemiselüloz ve pektin oluşur. Son zamanlarda bitki hücre duvarları ikinci nesil biyoyakıt ve biyoenerji üretimi için hedeflenmiştir. Özellikle, bitki hücre duvarının selüloz bileşeni selülozik etanol üretimi için kullanılır. Biyokütlenin selüloz içeriğinin tahmini, temel ve uygulamalı hücre duvarı araştırmaları için kritik öneme sahiptir. Updegraff yöntemi basit, sağlam ve bitki biyokütlesinin kristal selüloz içeriğinin tahmin edilmesi için en yaygın kullanılan yöntemdir. Updegraff reaktifi ile tedavi üzerine alkol çözünmeyen ham hücre duvarı fraksiyonu hemiselüloz ve lignin fraksiyonlarını ortadan kaldırır. Daha sonra, Updegraff reaktif dirençli selüloz fraksiyonu, selüloz homopolimerini monomerik glikoz birimlerine hidrolleştirmek için sülfürik asit tedavisine tabi tutulur. Çeşitli glikoz konsantrasyonları kullanılarak bir gerileme hattı geliştirilir ve deneysel örneklerde selüloz hidrolizi üzerine salınan glikoz miktarını tahmin etmek için kullanılır. Son olarak, selüloz içeriği kolorimetrik anthrone testine göre glikoz monomerlerinin miktarına göre tahmin edilmektedir.

Giriş

Selüloz, hem birincil hem de ikincil hücre duvarlarında bulunan hücre duvarlarının birincil yük taşıyan bileşenidir. Hücre duvarı, bitki hücrelerini çevreleyen hücre dışı bir matristir ve öncelikle selüloz, lignin, hemiselüloz, pektin ve matris proteinlerinden oluşur. Bitki biyokütlesinin yaklaşık üçte biri selüloz^1'dir ve güç, sertlik, hücre büyüme hızı ve yönü, hücre şekli bakımı ve biyotik ve abiyotik stresörlerden korunma sağlayarak bitki büyümesinde ve gelişmesinde önemli roller oynar. Pamuk lifi% 95 selüloz² içeriği içerirken, ağaçlar bitki türlerine ve organ türlerine bağlı olarak selülozun% 40 ila% 50'sini içerir....

Protokol

1. Deneysel hazırlık

1. Kurutulmuş bitki malzemeyi ince bir toz haline getirin.
2. Protein Çözünürlüğü Tamponu (PSB): 1 M Tris (pH 8.8), 0.5 M etilenediaminetetraasetik asit (EDTA) (pH 8.0) stok çözeltilerini hazırlayın ve otoklavlayın. Steril suda 50 mM Tris, 0,5 mM EDTA ve %10 sodyum dodecyl sülfat (SDS) konsantrasyonlarında bu stok çözeltilerinden taze PSB tamponu yapın.
3. %70 etanol (v/v) 100 mL hazırlayın: %100 etanol 70 mL ve 30 mL steril su.
4. 100 mL metanol hazırlayın: 1:1 oranında kloroform (50 mL metanol ve 50 mL kloroform).
5. 82,5 mL Updegraff reaktifi hazırlayın. 7,5 mL nitrik aside 75 mL asetik asit ekleyin, böylece s....

Sonuçlar

Bu çalışma için yeşil evde yetişen pamuk bitkileri seçilmiştir. Selüloz içeriğinin karşılaştırmalı analizi için iki farklı deneysel pamuk çizgisi seçildi. Her deneysel çizgi için kök doku üç biyolojik kopyadan toplanmıştı. Toplam 500 mg doku homojenize edildi ve 20 mg'ı ham hücre duvarı ekstraksiyonu için kullanıldı. Daha sonra, selülozdan hemiselüloz ve lignin çıkarmak için Updegraff reaktif tedavisi için 5 mg ham hücre duvarı özü kullanılmıştır. Saflaştırılmış selül.......

Tartışmalar

Pamuk lifleri pamuklu elyaftan üretilen doğal liflerdir. Pamuk lifi, tekstil endüstrisindeki kapsamlı uygulamaları ile yüksek kristal selüloz içeriğine sahip ~% 95 selüloz içeriği² olan tek bir hücredir^31. Pamuk lifi ~ % 95 selüloz içerdiğinden, kristal selüloz içeriğinin tahmininin gösterimi için pamuk kök dokuları kullandık. Pamuk kök dokuları kristal selüloz içeriği bakımından orta derecede zengindir ve yaygın olarak bulunan bir bitki biyo.......

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetone	Fisher Chemical	A18-500	Used in the protocol
Anthrone	Sigma Aldrich	90-44-8	For colorimetric assay
Centrifuge	Eppendorf	5424	For centrifugation
Chloroform	Mallinckrodt	67-66-3	Used in the protocol
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)	Sigma Aldrich	6381-92-6	Used in the protocol
Ethanol	Millipore Sigma	EM-EX0276-4S	Used in the protocol
Filter paper	Whatman	1004-090	Positive control
Glacial acetic acid	Sigma	SKU A6283	Used in the protocol
Heat block/ ThermoMixer F1.5	Eppendorf	13527550	For controlled temperatures
Incubator	Fisherbrand	150152633	Used for drying plant sample
Measuring Scale	Mettler Toledo	30243386	For specific quantities
Methanol 100 %	Fisher Chemical	A412-500	Used in the protocol
Microplate (96 well)	Evergreen Scientific	222-8030-01F	For anthrone assay
Nitric acid	Sigma Aldrich	695041	Used in the protocol
Polypropylene Microvials (2 mL) / screw capped tubes	BioSpec Products	10831	For high temperatures
Spectrophotometer(Multimode Detector)	Beckmancoulter DTX880	1000814	For measuring absorbances
Spex SamplePrep 6870 Freezer / Mill	Spex Sample Prep	68-701-15	For grinding plant tissues into fine powder
Sulphuric acid	J.T.Baker	02-004-382	Used in the protocol
Sodium dodecyl sulfate (SDS)	Sigma Aldrich	151-21-3	Used in the PSB buffer
Tubes (2 mL)	Fisher Scientific	05-408-138	Used in the protocol
Tris Hydrochloride	Sigma Aldrich	1185-53-1	Used in the PSB buffer
Ultrapure distilled water	Invitrogen	10977	Used in the protocol
Vacuum dryer (vacufuge plus)	Eppendorf	22820001	For drying samples
Vortex mixer	Fisherbrand	14-955-151	For mixing
Waterbath	Thermoscientific	TSGP02PM05	For temperature controlled conditions at specific steps
Weighing Paper	Fisher Scientific	09-898-12A	Used in the protocol