Name: quantifying plant soluble protein and digestible carbohydrate content, using corn (zea mays) as an exemplar
Uploaded: 2018-08-06T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 19 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar at JoVE.com

Sayesinde tüm kim Mısır alan koleksiyonları ile yardımcı olması bizim ortak çalışanlar, Dominic Reisig ve Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi'nde Dan Mott ve Pat Porter Texas A & M Üniversitesi'nde Lubbock, TX de dahil olmak üzere. İçin teşekkür ederiz Fiona Clissold iletişim kuralları en iyi duruma getirmek için yardımcı ve düzenlemeleri bu el yazması için sağlamak için. Bu eser kısmen Texas A tarafından desteklenmiştir & M C. Everette Salyer Bursu (Entomoloji bölüm) ve biyoteknoloji Risk değerlendirmesi hibe programı rekabetçi No 2015-33522-24099 ABD Tarım Bakanlığı izni (gaz için verilmiştir ve STB).

1. bitki toplama ve işleme
<ol><li>Toplamak ve bitki örnekleri işleme<ol>
<li>Bitki örnekleri topladıktan sonra flash-örnekleri forseps ve-80 ° C'de mağaza sıvı azot bitki materyali daldırma donma Eğer bitki numuneleri flaş donma, hızlı bir şekilde serin kuru buz ve transfer-80 ° C dondurucu için en kısa zamanda kullanarak örnekleri için fazla büyüktür. Sonra en kısa zamanda toplandıktan sonra bitki örnekleri dondurmak önemlidir bu yüzden bitki, doku ayrılır bitki materyali macronutrient içeriğini değiştirebilirsiniz. Uyarı: Sıvı azot ne zaman cilt ile temasında ciddi donma neden olabilir. Lütfen onaylı kaplarda sıvı azot taşıma ve uygun KKE cryo-eldiven, göz googles, yüz kalkan, önlük ve önlük gibi kendi işleme sırasında giymek emin olun.</li>
		<li>Bitki materyali su kaldırılmakta iken dokularda metabolik olarak aktif olmasını sağlamak için donma kurutma makinesi kullanarak lyophilize. Tüm su kaldırıldığından emin olmak için örnek kitle kadar kuru stabilize.</li>
		<li>Bir kez kuru olduğu, bir değirmeni veya değirmen kullanarak ince bir toz eziyet. Örnekleri analiz kadar ancak bir dolapta saklamak.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. çözünür Protein tahlil
<ol><li>Numune hazırlama<ol>
<li>Her doku, yaklaşık 20 mg her, Çoğalt örnekleri tartmak 1,5 mL polistren microcentrifuge tüpler ve etiket tüpler içine. Bu örnekler daha sonra bilinmeyen örnek olarak sevk edilecek. Bu bilgi her bilinmeyen örnek % çözünür protein hesaplamak için gerektiği şekilde her örneğinin tam kitle kaydedin. Sigara kilitleme kapağı kaybı örnek çözümü ile sonuçlanan sonraki Isıtma adım sırasında açılabilir gibi microcentrifuge tüpler kilitleme kapağı ile kullanın.</li>
	</ol></li>
	<li>Solubilize ve bilinmeyen örnek protein izole<ol>
<li>Bir mikro-pipettor kullanarak, 0.1 M NaOH 500 µL her tüp için ekleyin. Kapaklarını sıkıca kapatın ve 30 dakika için solüsyon içeren temizleyicide. Bir sıcak su onceden 90 ° C. banyo Uyarı: Sodyum hidroksit güçlü bir başlangıç noktasıdır ve zaman cilt ile temasında yanıklara neden. Her ne kadar düşük bir konsantrasyon 0.1 M NaOH temsil eder, cilt tahrişi önlemek için koruyucu eldiven giymek.</li>
		<li>Tüpler 15 dakika boyunca sıcak su banyosu bir rafa yerleştirin.</li>
		<li>15.000 x g de tüpler santrifüj kapasitesi 10 dakika boyunca. Her örnek için yeni bir pipet ucu kullanarak yeni etiketli microcentrifuge tüpler içine süpernatant sıvı pipette. 300 µL 0.1 M NaOH Pelet ve santrifüj tekrar 15.000 x g de 10 dakika boyunca içeren tüp ekleyin. Yine, süpernatant sıvı toplamak ve aynı örnekten diğer süpernatant sıvı ile birleştirin. Bu nokta durdurma bir potansiyel ve örnekleri 4 ° C'de gecede gerekirse depolanabilir.</li>
	</ol></li>
	<li>Bitki proteinleri çökelti<ol>
<li>Turnusol kağıdı her örnek çözüm daldırma tarafından 5,8 M HCl. Onayla ~ 7 pH 11 µL ekleyerek süpernatant çözüm pH nötralize. Uyarı: Hidroklorik asit cilt zaman (Cilt uygulama veya inhalasyon) ile temasında yanıklara neden güçlü bir aşındırıcı asittir. Lütfen HCl işleme sırasında cildi tahriş önlemek için eldiven tak.</li>
		<li>Her tüpün 90 µL % 100 trichloroacetic asit (TCA) ekleyin ve buz üzerine boruları 30 dakika boyunca kuluçkaya. Proteinlerin yağış çözüm net için opak dönecek. Bu 30 dakika sonra oluşmazsa, tüpler için 1 saat buzdolabında bekletin. Bu nokta durdurma bir potansiyel ve örnekleri 4 ° C'de gecede gerekirse depolanabilir. Uyarı: Trichloroacetic asit aşındırıcı. Lütfen Ciltle temas önlemek ve inhalasyon önlemek için işlerken eldiven.</li>
		<li>Santrifüj örnekleri 13.000 x g 4 ° C'de 10 dakika için de Dikkatli bir şekilde TCA süpernatant ince cam micropipette bahşiş (aynı uç örnekler üzerindeki kullanılabilir) bağlı bir vakum hattı numaralarını kullanarak suctioning tarafından çıkarın. Protein Pelet ağır emme kaçınarak ve Pipet Ucu ve Pelet arasında uygun bir mesafeyi tarafından rahatsız etmeyin.
</li>
		<li>Pelet hızlı 100 µL-20 ° C aseton ile yıkayın. Bu adım ile sonraki Bradford tahlil engelleyebilir Pelet herhangi bir geri kalan TCA kaldırır; Ancak, Aseton Aseton sonra hızlı bir şekilde Pelet 5 saniye içinde çıkarılan eklenmesi gerektiğini böylece kişide çok uzun bırakılırsa protein Pelet çözülmeye başlar.</li>
		<li>Aseton bir duman hood veya buzdolabı tüpler yerleştirerek buharlaşır izin. O zaman, protein Pelet her tüp için 1 mL 0.1 M NaOH ekleyerek geçiyoruz. Tam olarak pelet eriterek Isıtma sıcak su birkaç tur gerektirebilir Hamamı, vortexing ve sonicating. Not: Uzun tüpler duman mahallede oturmak ya da buzdolabı ve Kuru granül, daha zor onlar yeniden solubilize için olacak. 30 dakika boyunca Pelet Makinası için önerilen ve aseton varlığı için kontrol her 10-15 dakika bu kadar temizleyin aseton buharlaşıp vardır (hiçbir aseton duman tespit).</li>
	</ol></li>
	<li>Standart çözümler karıştırmak, bilinmeyen örnek çözümler sulandırmak ve Bradford tahlil kullanarak bilinmeyen örnekleri toplam protein içeriği ölçmek.<ol>
<li>Sığır immünoglobulin G (IgG) standart çözümler (liyofilize veya IgG hisse senedi çözüm her toplama ulaşmak için deiyonize su ile karıştırılabilir) Tablo 1 ' deki listelenen konsantrasyonları göre hazırlayın. Standartları 4 ° C'de depolayın Bir 96-şey tabak içinde 160 µL onaylatılacak iyi plaka A1 konumdan başlayarak her IgG standart çözüm Ekle (0 µg/µL A1, A2, A3 konumlandırın, B1, B2, B3 0.0125 µg/µL pozisyonlar, vb).</li>
		<li>Seyreltilmiş NaOH çözüm için 950 µL distile su 50 µL 0.1 M NaOH ekleyerek hazırlayın. Boş bir negatif kontrol bu çözümün 60 µL nüsha (G1, G2, G3 pozisyonlar) iyi plaka ekleyin.</li>
		<li>Dilutions bilinmeyen örneklerinin her örnek çözüm 50 µL 950 µL distile su yeni bir 1.5 mL microcentrifuge tüp ekleyerek hazırlayın. Daha sonra seyreltilmiş her örneğinin 60 µL nüsha, H1 konumdan başlayarak iyi plaka ekleyin. 96-şey plaka 6 standartları, 1 boş ve ne zaman nüsha okumak 25 bilinmeyen örnek analizi için izin vermelidir. Analiz her iyi plaka kendi IgG standart ve boş örnekleri içermelidir.</li>
		<li>100 µL distile su tüm boş ve bilinmeyen örnekleri wells için ekleyin. Şimdi her şey toplam 160 µL. bir çok kanallı pipet (8 kanal), kullanarak içermelidir Coomassie parlak mavi G-250 protein 40 µL boya her şey iyi plaka ilk sütunda ekleyin. Boya örnekleri ile birkaç kez dalan tarafından karıştırın. Pipet ipuçları kirlenmesini önlemek için eski yerine koymak tüm diğer sütunlar için yineleyin. Uyarı: Coomassie parlak mavi G-250 bir tahriş edici ve ciltle, eyes, temas ya da akciğerler kaçınılmalıdır. Lütfen Ciltle temas önlemek için eldiven tak. Ciltle temas ortaya çıkarsa, bu ürün leke.</li>
		<li>Mikroplaka spektrofotometre okuma ile girişime neden olabilir gibi wells, varsa kabarcıkları pop için bir iğne kullanın. İğneyi kuyular arasında kirlenmesini önlemek için temizlemek. Oda sıcaklığında 5 dakikalığına kuluçkaya Mikroplaka izin.</li>
		<li>Mikroplaka spektrofotometre kullanarak kayıt 595 her kuyuda absorbans değerleri nm.</li>
		<li>Üç boş kuyuları için Ortalama absorbans kaydedebilir ve her standart ve bilinmeyen örnek okumalar bu değerden çıkarmak. Sonra her standart ve bilinmeyen örnek için Ortalama absorbans kaydedin. Not: Standart eğri kullanarak bilinmeyen her örnekte mevcut protein miktarı hesaplamak için bu her standart protein her standart mevcut mikrogram karşı ortalama absorbans gerileme en kolay, ama bir protein konsantrasyonu (µ çizebilirsiniz g/µL) Eğer arzu edilen her standart. Ancak, aşağıdaki hesaplamaları mikrogram, değil konsantrasyonları (µg/µL) dayalı standart bir eğri bakın.</li>
		<li>Her standart karşı protein her standart iyi (Tablo 1) mevcut toplam miktarı ortalama absorbans arsa. Bir doğrusal regresyon çizgisinin bu verilere uygun ve denklemi protein (µg) iyi ortalama absorbans (Şekil 1a) dayalı bilinmeyen her örnek miktarı hesaplamak için kullanın. Not: Bu satırın korelasyon katsayısı (r değeri) 0,98 daha ve rutin olarak 0,99 yakınındaki büyük olmalıdır. Standart regresyon her plakasına belirli olacak, bu nedenle her plaka bilinmeyen örnek wells ayrı ayrı analiz gerekir.</li>
		<li>Bir kez ortalama protein miktarı için her bilinmeyen örnek iyi hesaplanır, protein (µg) özgün her örnek içinde toplam miktarı hesaplamak için aşağıdaki denklemi kullanın: Mp = (((Wp/60) x 1000) / 50) * 1000 Mp µg orijinal örnekteki protein = Wp µg bilinmeyen örnek proteinin de =<ol>
<li>Sonra aşağıdaki denklemi her örnek protein yüzdesini belirlemek için kullanın: Pp = ((Mp/1000) /Mi) * 100 Pp örnek % protein = Mben ilk örnek (mg) kütlesi = Not: bazı durumlarda, örnek üst absorbans eşiğini aşan. Eğer öyleyse, örnek çözümler daha fazla seyreltme adımda 2.4.3 gereken. Ek dilutions sonra için sonraki hesaplamalarda muhasebesi gerekir. Bazı Mikroplaka Okuyucu markalar da otomatik olarak standart eğri verilere göre bilinmeyen her örnek ortalama protein konsantrasyonu hesaplar bilgisayar yazılımı sağlar.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>3. sindirilebilir karbonhidrat tahlil
<ol><li>Numune hazırlama<ol>
<li>İçine 15 mL tüpler vidalı kapakları (100 mm uzunluk) kauçuk kaplı cam, her doku, yaklaşık 20 mg Çoğalt örnekleri tartın. Bu örnek daha sonra bilinmeyen örnek olarak sevk edilecek. Borular su geçirmez bir marker ile veya kaset kapakları etiketleme ile etiket ve bu bilgileri bilinmeyen her örnek % karbonhidrat hesaplamak için gerektiği şekilde her örneğinin tam kitle kaydedin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sindirilebilir karbonhidrat bilinmeyen her örnekten ayıklayın.<ol>
<li>4 her tüp ve vidalı kapakları üzerine sıkıca Tüpler 1 mL 0.1 M H2ekleyin. Bir kaynar su banyosunda 1 saattir yerleştirin. Uyarı: Sülfürik asit çok aşındırıcı. Lütfen H2çok işlerken eldiven, göz googles ve bir önlük giymek4 ve duman mahallede bu adımı gerçekleştirin.</li>
		<li>Ilık su banyosu tüplerde serinleyebilirsiniz. Tüp içeriği (bitki bazı maddi kalıntıları cam tüplerde Eğer endişe etme) microcentrifuge tüpler etiketli 1,5 mL dökün.</li>
		<li>15.000 x g de tüpler santrifüj kapasitesi 10 dakika boyunca. Bir mikro-pipettor ve yer ile süpernatant sıvı yeni etiketli 1.5 mL microcentrifuge tüpler içine kaldırın. Tüpler gecede bu noktada buzdolabında. Tahlil ile devam eden, 3.3.2 adıma bakın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Standart çözümler mix ve bilinmeyen örnekleri toplam sindirilebilir karbonhidrat içeriği ölçmek.<ol>
<li>D(+) glikoz konsantrasyonu ile standart çözümler Tablo 2' de listelenen hazırlamak. Her standart çözüm 400 µL altı cam test tüplerini hazırlayın.</li>
		<li>15 µL bilinmeyen her örneğinin kendi test tüpüne pipet ve her biri için her test tüpü içinde 400 µL toplam hacmi 385 µL distile su ekleyin. Duman hood, 400 µL % 5 fenol, her standart ve bilinmeyen bir örnek test tüpü ekleyin ve sonra hızlı bir şekilde 2 mL konsantre H2SO4 her tüpün içine pipet. Pipet Ucu tüp içeriği dokunmatik değil, sadece (tekrarlayıcı pipet en iyi bunun için çalışır) çözüm yüzey ekleyin.</li>
		<li>10 dakika için kuluçkaya tüpler izin ve sonra dikkatle girdap içeriğini karıştırmak için tüpler. Ek bir 30 dakika kuluçkaya. Uyarı: Fenol ve sülfürik asit aşındırıcı tahriş edici vardır. Cilt, göz ve inhalasyon maruz korumak için bu adımı içerir uygun KKE kullanarak bir kimyasal duman mahallede yapılmalıdır: yüz kalkan ya da göz gözlük, lastik eldiven, laboratuvar önlüğü ve bot. Fenol sülfürik asit ile de bir Ekzotermik reaksiyon sonuçlarında karıştırma, hangi sıcak olma tüplerde neden olur.</li>
		<li>Örnek her tüp 800 µL pipet her 3 polistren 1,5 mL yarı mikro cuvettes (örnek başına 3 Teknik çoğaltır). Spektrofotometre 490 okumak için ayarla nm. Standartlar ya da bilinmeyen örnekleri okumadan önce ve zaman zaman örnek okuma boyunca distile su içeren boş bir küvet için kalibre edin. Her küvet bir Spektrofotometre ile çalıştırabilir ve absorbans kayıt yapabilirsiniz. Ortalama teknik arasında bilinmeyen her örnek için çoğaltır. Not: bazı durumlarda, üst absorbans eşik örnekleri aşmak. Eğer öyleyse, örnekleri 3.2.3 adımda seyreltilmiş. Dilutions da için sonraki hesaplamalarda muhasebesi gerekir.</li>
		<li>Her standart için Ortalama absorbans hesaplayın. Not: sindirilebilir karbonhidrat bilinmeyen örnekleri standart eğri kullanarak mevcut toplam miktarı hesaplamak için bu her standart D (+) glikoz her standart mevcut mikrogram karşı ortalama absorbans gerileme en kolayıdır, ama bir de her standart D (+) glikoz konsantrasyonu (µg/µL) Eğer arzu edilen arsa. Ancak, aşağıdaki hesaplamaları mikrogram, değil konsantrasyonları (µg/µL) dayalı standart bir eğri bakın.</li>
		<li>Ortalama absorbans D (+) glikoz (µg) her standart çözüm toplam miktarı karşı komplo tarafından standart eğri hesaplamak. Bir doğrusal regresyon çizgisinin bu verilere uygun ve karbonhidratlar (µg) bilinmeyen her örnek içinde toplam miktarı hesaplamak için aşağıdaki denklemi kullanın: Mc = (((x -A b)/m)/(15)) * 1000 Mc µg karbonhidrat örnek = X = ortalama absorbans bilinmeyen örneği b y kesişim noktası (Standart regresyon çizgisinin) = m = eğim (Standart regresyon çizgisinin) Bu satırı korelasyon katsayısı daha 0,98 ve rutin olarak 0,99 yakınındaki büyük olmalıdır. Sonra aşağıdaki denklemi her örnek karbonhidrat yüzdesini belirlemek için kullanın: Pc = ((Mc/1000) / (Mi)) * 100 Pc % karbonhidrat = Mben ilk örnek (mg) kütlesi =</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Simpson, S. J., Raubenheimer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Nature of Nutrition: A Unifying Framework from Animal Adapation to Human Obesity. , (2012).</li><li>Behmer, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insect+herbivore+nutrient+regulation.">Insect herbivore nutrient regulation.</a> Annual Review of Entomology. 54, 165-187 (2009).</li><li>Epstein, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mineral+nutrition+of+plants:+mechanisms+of+uptake+and+transport.">Mineral nutrition of plants: mechanisms of uptake and transport.</a> Annual Review of Plant Physiology. 7 (1), 1-24 (1956).</li><li>Chapin, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mineral+nutrition+of+wild+plants.">The mineral nutrition of wild plants.</a> Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 11 (1), 233-260 (1980).</li><li>Marschner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Marschner's Mineral Nutrition of Higher Plants. , (1956).</li><li>Stieger, P. A., Feller, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Senescence+and+protein+remobilization+in+leaves+of+maturing+wheat+plants+grown+on+waterlogged+soil.">Senescence and protein remobilization in leaves of maturing wheat plants grown on waterlogged soil.</a> Plant and Soil. 166, 173-179 (1994).</li><li>Li, R., Volenec, J. J., Joern, B. C., Cunningham, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+changes+in+nonstructural+carbohydrates,+protein,+and+macronutrients+in+roots+of+alfalfa,+red+clover,+sweetclover,+and+birdsfoot+trefoil.">Seasonal changes in nonstructural carbohydrates, protein, and macronutrients in roots of alfalfa, red clover, sweetclover, and birdsfoot trefoil.</a> Crop Science. 36, 617-623 (1996).</li><li>S&#225;nchez, E., Rivero, R. M., Ruiz, J. M., Romero, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+biomass,+enzymatic+activity+and+protein+concentration+in+roots+and+leaves+of+green+bean+plants+(Phaseolus+vulgaris+L.+cv.+Strike)+under+high+NH4NO3+application+rates.">Changes in biomass, enzymatic activity and protein concentration in roots and leaves of green bean plants (Phaseolus vulgaris L. cv. Strike) under high NH4NO3 application rates.</a> Scientia Horticulturae. 99, 237-248 (2004).</li><li>Lenhart, P. A., Eubanks, M. D., Behmer, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+stress+in+grasslands:+Dynamic+responses+of+plants+and+insect+herbivores.">Water stress in grasslands: Dynamic responses of plants and insect herbivores.</a> Oikos. 124, 381-390 (2015).</li><li>Machado, A. R., Arce, C. C. M., Ferrieri, A. P., Baldwin, I. T., Erb, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Jasmonate-dependent+depletion+of+soluble+sugars+compromises+plant+resistance+to+Manduca+sexta.">Jasmonate-dependent depletion of soluble sugars compromises plant resistance to Manduca sexta.</a> New Phytologist. 207, 91-105 (2015).</li><li>Deans, C. A., Behmer, S. T., Fiene, J., Sword, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatio-temporal,+genotypic,+and+environmental+effects+of+plant+soluble+protein+and+digestible+carbohydrate+content:+implications+for+insect+herbivores+with+cotton+as+an+exemplar.">Spatio-temporal, genotypic, and environmental effects of plant soluble protein and digestible carbohydrate content: implications for insect herbivores with cotton as an exemplar.</a> Journal of Chemical Ecology. 42 (11), 1151-1163 (2016).</li><li>Boisen, S., Bech-Andersen, S., Eggum, B. O. <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+view+of+the+conversion+factor+6.25+from+total+nitrogen+to+protein.">A critical view of the conversion factor 6.25 from total nitrogen to protein.</a> Acta Agriculturae Scandinavica. 37, 299-304 (1987).</li><li>Ezeagu, I. E., Petzke, J. K., Metges, C. C., Akinsoyinu, A. O., Ologhobo, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seed+protein+contents+and+nitrogen-to-protein+conversion+factors+for+some+uncultivated+tropical+plant+seeds.">Seed protein contents and nitrogen-to-protein conversion factors for some uncultivated tropical plant seeds.</a> Food Chemistry. 78, 105-109 (2002).</li><li>Izhaki, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+nonprotein+nitrogen+on+estimation+of+protein+from+total+nitrogen+in+fleshy+fruits.">Influence of nonprotein nitrogen on estimation of protein from total nitrogen in fleshy fruits.</a> Journal of Chemical Ecology. 19, 2605-2615 (1993).</li><li>Moss&#233;, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogen+to+protein+conversion+factor+for+ten+cereals+and+six+legume+or+oilseeds.+A+reappraisal+of+its+definition+and+determination.+Variation+according+to+species+and+seed+protein+content.">Nitrogen to protein conversion factor for ten cereals and six legume or oilseeds. A reappraisal of its definition and determination. Variation according to species and seed protein content.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 38, 18-24 (1990).</li><li>Bradford, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+and+sensitive+method+for+the+quantitation+of+microgram+quantities+of+protein+utilizing+the+principle+of+protein-dye+binding.">A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding.</a> Analytical Biochemistry. 72 (1-2), 248-254 (1976).</li><li>Jones, C. G., Hare, J. D., Compton, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+plant+protein+with+the+Bradford+assay.">Measuring plant protein with the Bradford assay.</a> Journal of Chemical Ecology. 15 (3), 979-992 (1989).</li><li>Dubois, M., Gilles, K. A., Hamilton, J. K., Rebers, P. A., Smith, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colormetric+method+for+determination+of+sugars+and+related+substances.">Colormetric method for determination of sugars and related substances.</a> Analytical Biochemistry. 28, 350-358 (1956).</li><li>Clissold, F. J., Sanson, G. D., Read, 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+paradoxical+effects+of+nutrient+ratios+and+supply+rates+on+an+outbreaking+insect+herbivore,+the+Australian+plague+locust.">The paradoxical effects of nutrient ratios and supply rates on an outbreaking insect herbivore, the Australian plague locust.</a> Journal of Animal Ecology. 75, 1000-1013 (2006).</li><li>Smith, D., Paulsen, G. M., Raguse, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+total+available+carbohydrates+from+grass+and+legume+tissue.">Extraction of total available carbohydrates from grass and legume tissue.</a> Plant Physiology. 39 (6), 960-962 (1964).</li><li>Cui, S. 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> Food carbohydrates: Chemistry, physical properties, and applications. , (2005).</li><li>Chow, P. S., Landh&#228;usser, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+routine+measurements+of+total+sugar+and+starch+content+in+woody+plant+tissues.">A method for routine measurements of total sugar and starch content in woody plant tissues.</a> Tree Physiology. 24 (10), 1129-1136 (2004).</li><li>Masuko, T., Minami, A., Iwasaki, N., Majima, T., Nishimura, S. I., Lee, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbohydrate+analysis+by+a+phenol-sulfuric+acid+method+in+microplate+format.">Carbohydrate analysis by a phenol-sulfuric acid method in microplate format.</a> Analytical Biochemistry. 339 (1), 69-72 (2005).</li><li>Foley, W. J., McIlwee, A., Lawler, I., Aragones, L., Woolnough, A. P., Berding, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecological+applications+of+near+infrared+reflectance+spectroscopy-+a+tool+for+rapid,+cost-effective+prediction+of+the+composition+of+plant+and+animal+tissues+and+aspects+of+animal+performance.">Ecological applications of near infrared reflectance spectroscopy- a tool for rapid, cost-effective prediction of the composition of plant and animal tissues and aspects of animal performance.</a> Oecologia. 116 (3), 292-305 (1998).</li><li>Kokaly, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+a+physical+basis+for+spectroscopic+estimates+of+leaf+nitrogen+concentration.">Investigating a physical basis for spectroscopic estimates of leaf nitrogen concentration.</a> Remote Sensing of Environment. 75 (2), 153-161 (2001).</li><li>Schulz, H., Baranska, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+quantification+of+valuable+plant+substances+by+IR+and+Raman+spectroscopy.">Identification and quantification of valuable plant substances by IR and Raman spectroscopy.</a> Vibrational Spectroscopy. 43 (1), 13-25 (2007).</li><li>Cozzolino, D., Mor&#243;n, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+of+near-infrared+reflectance+spectroscopy+to+analyse+soil+chemical+and+physical+characteristics.">The potential of near-infrared reflectance spectroscopy to analyse soil chemical and physical characteristics.</a> The Journal of Agricultural Science. 140, 65-71 (2003).</li><li>Simpson, S. J., Sword, G. A., Lorch, P. D., Couzin, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cannibal+crickets+on+a+forced+march+for+protein+and+salt.">Cannibal crickets on a forced march for protein and salt.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (11), 4152-4156 (2006).</li><li>Lihoreau, M., Buhl, J., Sword, G. A., Raubenheimer, D., Simpson, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nutritional+ecology+beyond+the+individual:+a+conceptual+framework+for+integrating+nutrition+and+social+interactions.">Nutritional ecology beyond the individual: a conceptual framework for integrating nutrition and social interactions.</a> Ecology Letters. 18 (3), 273-286 (2015).</li><li>Deans, C. A., Behmer, S. T., Tessnow, A., Tamez-Guerra, P., Pusztai-Carey, M., Sword, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nutrition+affects+insect+susceptibility+to+Bt.">Nutrition affects insect susceptibility to Bt.</a> Scientific Reports. 7, 39705 (2017).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Köklü Renkölçer deneyleri etkili bitki özel ayıklama iletişim kuralları ile birleştirerek, aşağıda gösterildiği deneyleri bitki çözünür protein ve sindirilebilir karbonhidrat içeriği ölçmek için makul ve doğru bir yöntem sağlar. Nasıl bu protokollerin bir suret gösterildiği gibi Mısır kullanarak bizim sonuçları farklı biyolojik ilgili kayma ölçekler arasında hassas ölçümler elde etmek için kullanılabilir. Örneğin, biz bitki çözünür protein ve sindirilebilir karbonhidrat iç...

Bitki Biyokütle hemen hemen tüm karasal gıda-ağları temelini oluşturur. Bitki kökleri sistemleri aracılığıyla topraktan besin öğeleri kazanmak ve güneş ışığında biomolecules sentezlemek için onların yaprak dokuları kullanmak. Özellikle, karbon ve azot karbonhidratlar, proteinler (amino asitleri oluşur) oluşturmak için kullanılır ve bitki biyokütle (Bu içinde terim "macronutrient" N gibi toprak öğeleri sık sık başvurduğu fizyolojisi bitki olması gerekmektedir için gerekli lipidler inşa P, K ve S, ancak, bu kağıt bu terim biomolecules, proteinler, karbonhidratlar ve yağlar gibi sevk edecektir). Otobur bitki materyali tüketmek zaman bitki dokularda bulunan macronutrients kurucu onların parçaya ayrılmış ve sonra tüketici fizyolojik süreçleri çevirirdi. Bu şekilde, bitki macronutrients daha yüksek sipariş ekolojik etkileşimleri ve gıda-web dinamikleri için önemli sonuçları ile birlikte tüketici fizyolojisi üzerinde güçlü bir etkisi var.
Hayvanlar alemi arasında en çok hayatta kalma ve üreme performansı1' e bağlı macronutrients çözünür protein ve sindirilebilir karbonhidrat vardır. Ayrıca, hayvanlarının çoğu aktif olarak kendi fizyolojik talepleri1,2karşılamak için bu iki macronutrients onların alımını düzenleyen. Bu sırayla beslenme davranışı yönlendirir özellikle şeker ve amino asitleri konsantrasyonları bitki dokularda algılamak böcek otobur için geçerlidir. Sonuç olarak, çözünür protein bitki ve sindirilebilir karbonhidrat içeriği bitki böcek etkileşimleri evriminde güçlü bir rol oynamıştır.
Veri bitki çözünür protein ve sindirilebilir karbonhidrat içeriği nispeten nadirdir (ama bkz.6,7,8,9,10,11), orada iken bir üstünlüğü veri bitki elemental içerik (karbon, azot ve fosfor) kullanılabilir. Oyun elemanları bir birincil rolü bitki mineral beslenme3,4,5' te büyük ölçüde olmasıdır. Öğeleri ölçülür, korelasyon çözünür protein ve sindirilebilir karbonhidrat miktarını tahmin için kullanılan, ama doğru hesaplamalar kez elde etmek zordur. Örneğin, karbon tüm organik bileşikler ubiquitously bulunduğundan karbon bitki sindirilebilir karbonhidrat içeriği bir göstergesi olarak kullanmak mümkün değildir. Elemental azot ve bitki çözünür protein içeriği arasında güçlü bir ilişki var ve jeneralize azot protein dönüştürme faktörlerini sık sık kullanılmaktadır. Ancak, azot protein dönüşümler Genelleştirilmiş dönüşüm kullanımı büyük olasılıkla yapmak son derece species-specific12,13,14,15, olduğuna dair güçlü bir kanıt yoktur yanlış. Bu nedenle, azot protein dönüştürme faktörleri genellikle hassas, özellikle otobur beslenme çalışmaları için gerekli ölçüde değildir. Ayrıca, N içeren bitki allelochemicals, alkoloidler ve çoğu kez otobur için toksik glucosinolates gibi varlığı bu dönüşümleri yıkmak.
Burada, çözünür proteinler ve bitki dokularında sindirilebilir karbonhidrat konsantrasyon ölçmek için iki kimyasal deneyleri sunuyoruz. Bu deneyleri ayrı olarak sunulur, ancak bu onlar aynı anda aynı bitki örnekleri analiz etmek için bitki macronutrients daha kapsamlı bir analizini gerçekleştirmek için kullanılması önerilmektedir. Her ikisi de benzer yöntemleri, miktar tarafından absorbans takip bir ayıklama adım oluşan istihdam. Bitki örnek hazırlık da her iki analizleri tandem çalıştırmak kolaylaştıran her iki protokoller için aynıdır. Bu deneyleri programı-değil kök kendi yenilik--dan onlar büyük, itimat gibi (Bradford, Jones, Dubois) biz düzenlenen bir açık ve takip etmek kolay köklü Renkölçer deneyleri16,17,18, ama burada Bu yöntemlerin daha karanlık bitki özel ayıklama teknikleri17,19 ile bir araya getiren bu deneyleri uygulanması için bitki ilgili alanları daha erişilebilir hale getirmek için iletişim kuralı.
Her iki deneyleri için bitki macronutrients ilk fiziksel olarak buz gibi lyophilizing ve bitki materyali taşlama ayıklanır. Çözünür protein tayini için daha fazla kimyasal ayıklama17,19 vortexing ve NaOH çözüm örnekleri Isıtma birkaç tur üzerinden yapılır. Coomassie parlak mavi G-250, kullanan tanınmış Bradford tahlil daha sonra çözünür proteinler ve polipeptitler 3000-5000 Dalton16,17arasında ölçmek için kullanılır. Bu tahlil Mikroplaka başına 1-20 µg toplam proteinler arasında bir algılama mesafesi de vardır veya < 25 µg/mL, ama değil ölçü birimi serbest amino asitleri. Ayıklama adım sindirilebilir karbonhidrat testin Smith et al. seyreltik asit yöntemini temel alır 20 ve çözünür şekerler, nişasta ve fructosan- ama değil yapısal karbonhidratlar izolasyonu için sağlar. Fenol sülfürik asit miktar yöntemi Dubois ve ark. alınır 18 ve tüm mono-, oligo-ve polisakkaritler (yanı sıra metil türevleri) ölçer. Bu tahlil belirli şekerler ölçmek, ama burada toplam sindirilebilir karbonhidrat içeriği bir göstergesi olarak kullandığımız (Smith et al. bkz: 20 daha ayrıntılı analiz için). Birlikte, bu deneyleri Eko-Fizyoloji ve otobur performans, önemli veri kaynak kalite karasal gıda-ağları üssünde sağlayan bitki güçlü bağlı iki macronutrients ölçü. Bu protokoller sunulması bitki macronutrient veri kümeleri nesil bitki fizyolojisi, otobur beslenme ekoloji ve bitki-otobur etkileşimleri daha kapsamlı bir anlayış elde etmek için teşvik etmektedir.

<table><tbody><tr><td>microplate reader (spectrophotometer)</td><td>Bio-Rad</td><td>Model 680 XR</td><td></td></tr><tr><td>Bio-Rad Protein Assay Dye Reagent concentrate</td><td>Bio-Rad</td><td>#5000006</td><td>450mL</td></tr></tbody></table>

quantifying plant soluble protein and digestible carbohydrate content, using corn (zea mays) as an exemplar

Temel veri otobur için bir kaynak olarak bitki kalite anlaması için yaygın olarak kullanılır. Ancak, aynı anda her yerde biomolecules karbon, azot içeren bitki savunma bileşikleri ve species-specific korelasyon azot ve bitki protein içeriği tüm arasında varyasyon varlığı bu çıkarımlar doğruluğunu sınırı. Ve ayrıca, bitki üzerinde araştırma odaklı/veya otobur Fizyoloji gerektiren korelasyon kullanarak elde değil doğruluk düzeyine Genelleştirilmiş. Burada sunulan yöntemleri doğrudan bitki çözünür proteinler ve sindirilebilir karbonhidrat, en yakın hayvan fizyolojik performans bağlı iki bitki macronutrients ölçmek için net ve hızlı bir iletişim kuralı araştırmacılar sunuyoruz. Protokoller de karakterize Renkölçer deneyleri kesin ve tekrarlanabilir sonuçlar sağlamak için en iyi duruma getirilmiş özel bitki sindirim adımları ile birleştirin. Farklı dokular bu deneyleri değişimini algılamak için hassasiyet gösteriyor ki Mısır bizim analizlerini çözünür protein ve sindirilebilir karbonhidrat içeriği birden çok kayma ölçekler arasında bitki. Bunlar bölgeler ve bitki türleri ve çeşitleri arasında büyüyen bitki arasında farklılıklar içerir, aynı zamanda içinde-doku türü farklılıkları ve aynı doku içinde bile pozisyonel farklılıklar bitki. Çözünür protein ve sindirilebilir karbonhidrat içeriği ile temel veri birleştirerek bitki mineral beslenme bitki fizyolojik işlemleri ile bağlamak için yeni fırsatlar bitki biyoloji sağlar potansiyeline sahiptir. Bu analizler de çözünür protein ve besin ekoloji, bitki-otobur etkileşimleri ve sırayla fizyolojisi ve ekolojik araştırma artıracaktır gıda-web dinamikleri, çalışma için sindirilebilir karbonhidrat verilerini oluşturmak yardımcı olur.

Bu yöntemler kullanışlılığı göstermek için çözünür protein ve dört farklı alan ve böcek otobur farklı potansiyel besin kaynakları olarak hizmet Mısır dokuların sindirilebilir karbonhidrat içeriği analiz. (Minnesota, Kuzey Carolina ve Texas), Amerika Birleşik Devletleri üç tarım bölgede Mısır kulakları toplanan tatlı Mısır (Yani, genotip) beş farklı çeşitleri ve alan Mısır bir değişiklik olarak bir outgroup kapsayan. Tablo 3</stron...

Watch this Scientific Journal Video about Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar at JoVE.com

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar

Bitki çözünür Protein ve sindirilebilir karbonhidrat içeriği, Mısır (Zea mays) kullanarak bir suret olarak miktarının

Burada açıklanan protokoller bir açık ve ulaşılabilir metodoloji çözünür protein ve bitki dokularında sindirilebilir (yapısal olmayan) karbonhidrat içeriği ölçmek için sağlar. Bu iki bitki macronutrients ölçmek için yetenek bitki fizyolojisi, beslenme ekoloji, bitki-otobur etkileşimleri ve gıda-web ekoloji alanlarında ilerlemek için önemli etkileri vardır.

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of ...

quantifying-plant-soluble-protein-digestible-carbohydrate-content

Research

JoVE Journal

Environment

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar

19.8K Görüntüleme.  Texas A&M University. Burada açıklanan protokoller bir açık ve ulaşılabilir metodoloji çözünür protein ve bitki dokularında sindirilebilir (yapısal olmayan) karbonhidrat içeriği ölçmek için sağlar. Bu iki bitki macronutrients ölçmek için yetenek bitki fizyolojisi, beslenme ekoloji, bitki-otobur etkileşimleri ve gıda-web ekoloji alanlarında ilerlemek için önemli etkileri vardır.

Video: Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.)

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole grain composition and processing characteristics vary among maize hybrids and can impact the quality of the final processed product. Therefore, in order to produce healthier processed food products from maize, it is necessary to know how to optimize processing parameters for particular sets of germplasm to account for these differences in grain composition and processing characteristics. This includes a better understanding of how current processing techniques impact the nutritional quality of the final processed food product. Here, we describe a microscale protocol that both simulates the processing pipeline to produce cornflakes from large flaking grits and allows for the processing of multiple grain samples simultaneously. The flaking grits, the intermediate processed products, or final processed product, as well as the corn grain itself, can be analyzed for nutritional content as part of a high-throughput analytical pipeline. This procedure was developed specifically for incorporation into a maize breeding research program, and it can be modified for other grain crops. We provide an example of the analysis of insoluble-bound ferulic acid and p-coumaric acid content in maize. Samples were taken at five different processing stages. We demonstrate that sampling can take place at multiple stages during microscale processing, that the processing technique can be utilized in the context of a specialized maize breeding program, and that, in our example, most of the nutritional content was lost during food product processing.

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L.

Here, we present a microscale protocol for processing grain samples and for incorporating this microscale approach into a high-throughput analytical pipeline. This is a higher throughput adaptation of currently available protocols.

Yüksek işlem hacmi, analiz işleme parametrelerini ve Mısır (Zea mays L.) beslenme nitelikleri için Microscale Protokolü

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole ...

Çevre

Lignin Down-regulation of Zea mays via dsRNAi and Klason Lignin Analysis

To facilitate the use of lignocellulosic biomass as an alternative bioenergy resource, during biological conversion processes, a pretreatment step is needed to open up the structure of the plant cell wall, increasing the accessibility of the cell wall carbohydrates. Lignin, a polyphenolic material present in many cell wall types, is known to be a significant hindrance to enzyme access. Reduction in lignin content to a level that does not interfere with the structural integrity and defense system of the plant might be a valuable step to reduce the costs of bioethanol production. In this study, we have genetically down-regulated one of the lignin biosynthesis-related genes, cinnamoyl-CoA reductase (ZmCCR1) via a double stranded RNA interference technique. The ZmCCR1_RNAi construct was integrated into the maize genome using the particle bombardment method. Transgenic maize plants grew normally as compared to the wild-type control plants without interfering with biomass growth or defense mechanisms, with the exception of displaying of brown-coloration in transgenic plants leaf mid-ribs, husks, and stems. The microscopic analyses, in conjunction with the histological assay, revealed that the leaf sclerenchyma fibers were thinned but the structure and size of other major vascular system components was not altered. The lignin content in the transgenic maize was reduced by 7-8.7%, the crystalline cellulose content was increased in response to lignin reduction, and hemicelluloses remained unchanged. The analyses may indicate that carbon flow might have been shifted from lignin biosynthesis to cellulose biosynthesis. This article delineates the procedures used to down-regulate the lignin content in maize via RNAi technology, and the cell wall compositional analyses used to verify the effect of the modifications on the cell wall structure.

Lignin Down-regulation of Zea mays via dsRNAi and Klason Lignin Analysis

A double stranded RNA interference (dsRNAi) technique is employed to down-regulate the maize cinnamoyl coenzyme A reductase (ZmCCR1) gene to lower plant lignin content. Lignin down-regulation from the cell wall is visualized by microscopic analyses and quantified by the Klason method. Compositional changes in hemicellulose and crystalline cellulose are analyzed.

Lignin Aşağı düzenleme<em&gt; Zea mays</em&gt; DsRNAi ve Klason Lignin Analizi ile

To facilitate the use of lignocellulosic biomass as an alternative bioenergy resource, during biological conversion processes, a pretreatment step is ...

Biyomühendislik

Estimation of Crystalline Cellulose Content of Plant Biomass using the Updegraff Method

Cellulose is the most abundant polymer on Earth generated by photosynthesis and the main load-bearing component of cell walls. The cell wall plays a significant role in plant growth and development by providing strength, rigidity, rate and direction of cell growth, cell shape maintenance, and protection from biotic and abiotic stressors. The cell wall is primarily composed of cellulose, lignin, hemicellulose and pectin. Recently plant cell walls have been targeted for the second-generation biofuel and bioenergy production. Specifically, the cellulose component of the plant cell wall is used for the production of cellulosic ethanol. Estimation of cellulose content of biomass is critical for fundamental and applied cell wall research. The Updegraff method is simple, robust, and the most widely used method for the estimation of crystalline cellulose content of plant biomass. The alcohol insoluble crude cell wall fraction upon treatment with Updegraff reagent eliminates the hemicellulose and lignin fractions. Later, the Updegraff reagent resistant cellulose fraction is subjected to sulfuric acid treatment to hydrolyze the cellulose homopolymer into monomeric glucose units. A regression line is developed using various concentrations of glucose and used to estimate the amount of the glucose released upon cellulose hydrolysis in the experimental samples. Finally, the cellulose content is estimated based on the amount of glucose monomers by colorimetric anthrone assay.

The Updegraff method is the most widely used method for the cellulose estimation. The main purpose of this demonstration is to provide a detailed Updegraff protocol for estimation of cellulose content in plant biomass samples.

Updegraff Yöntemi Kullanılarak Bitki Biyokütlesinin Kristal Selüloz İçeriğinin Tahmini

Cellulose is the most abundant polymer on Earth generated by photosynthesis and the main load-bearing component of cell walls. The cell wall plays a ...

Obtaining High-Quality Transcriptome Data from Cereal Seeds by a Modified Method for Gene Expression Profiling

The characterization of gene expression is dependent on RNA quality. In germinating, developing and mature cereal seeds, the extraction of high-quality RNA is often hindered by high starch and sugar content. These compounds can reduce both the yield and the quality of the extracted total RNA. The deterioration in quantity and quality of total RNA can subsequently have a significant impact on the downstream transcriptomic analyses, which may not accurately reflect the spatial and/or temporal variation in the gene expression profile of the samples being tested. In this protocol, we describe an optimized method for extraction of total RNA with sufficient quantity and quality to be used for whole transcriptome analysis of cereal grains. The described method is suitable for several downstream applications used for transcriptomic profiling of developing, germinating, and mature cereal seeds. The method of transcriptome profiling using a microarray platform is shown. This method is specifically designed for gene expression profiling of cereals with described genome sequences. The detailed procedure from microarray handling to final quality control is described. This includes cDNA synthesis, cRNA labelling, microarray hybridization, slide scanning, feature extraction, and data quality validation. The data generated by this method can be used to characterize the transcriptome of cereals during germination, in various stages of grain development, or at different biotic or abiotic stress conditions. The results presented here exemplify high-quality transcriptome data amenable for downstream bioinformatics analyses, such as the determination of differentially expressed genes (DEGs), characterisation of gene regulatory networks, and conducting transcriptome-wide association study (TWAS).

A method for transcriptome profiling of cereals is presented. The microarray-based gene expression profiling starts with the isolation of high-quality total RNA from cereal grains and continues with the generation of cDNA. After cRNA labelling and microarray hybridization, recommendations are given for signal detection and quality control.

Gen Ekspresyonu Profilleme için Modifiye Yöntemi ile Tahıl Tohumlarından Yüksek Kaliteli Transkripsiyon Verilerinin Elde Edilmesi

The characterization of gene expression is dependent on RNA quality. In germinating, developing and mature cereal seeds, the extraction of high-quality ...

Biyokimya

Extraction and Quantification of Soluble, Radiolabeled Inositol Polyphosphates from Different Plant Species using SAX-HPLC

The phosphate esters of myo-inositol, also termed inositol phosphates (InsPs), are a class of cellular regulators playing important roles in plant physiology. Due to their negative charge, low abundance and susceptibility to hydrolytic activities, the detection and quantification of these molecules is challenging. This is particularly the case for highly phosphorylated forms containing &#8216;high-energy&#8217; diphospho bonds, also termed inositol pyrophosphates (PP-InsPs). Due to its high sensitivity, strong anion exchange high-performance liquid chromatography (SAX-HPLC) of plants labeled with [3H]-myo-inositol is currently the method of choice to analyze these molecules. By using [3H]-myo-inositol to radiolabel plant seedlings, various InsP species including several non-enantiomeric isomers can be detected and discriminated with high sensitivity. Here, the setup of a suitable SAX-HPLC system is described, as well as the complete workflow from plant cultivation, radiolabeling and InsP extraction to the SAX-HPLC run and subsequent data analysis. The protocol presented here allows the discrimination and quantification of various InsP species, including several non-enantiomeric isomers and of the PP-InsPs, InsP7 and InsP8, and can be easily adapted to other plant species. As examples, SAX-HPLC analyses of Arabidopsis thaliana and Lotus japonicus seedlings are performed and complete InsP profiles are presented and discussed. The method described here represents a promising tool to better understand the biological roles of InsPs in plants.

Here we describe strong anion exchange high-performance liquid chromatography of [3H]-myo-inositol-labeled seedlings which is a highly sensitive method to detect and quantify inositol polyphosphates in plants.

SAX-HPLC kullanılarak Farklı Bitki Türlerinden Çözünür, Radiolabeled Inositol Polifosfatların Ekstraksiyonu ve Niceliği

The phosphate esters of myo-inositol, also termed inositol phosphates (InsPs), are a class of cellular regulators playing important roles in plant ...

Comprehensive Compositional Analysis of Plant Cell Walls (Lignocellulosic biomass) Part II: Carbohydrates

The need for renewable, carbon neutral, and sustainable raw materials for industry and society has become one of the most pressing issues for the 21st century. This has rekindled interest in the use of plant products as industrial raw materials for the production of liquid fuels for transportation2 and other products such as biocomposite materials6. Plant biomass remains one of the greatest untapped reserves on the planet4. It is mostly comprised of cell walls that are composed of energy rich polymers including cellulose, various hemicelluloses, and the polyphenol lignin5 and thus sometimes termed lignocellulosics. However, plant cell walls have evolved to be recalcitrant to degradation as walls contribute extensively to the strength and structural integrity of the entire plant. Despite its necessary rigidity, the cell wall is a highly dynamic entity that is metabolically active and plays crucial roles in numerous cell activities such as plant growth and differentiation5. Due to the various functions of walls, there is an immense structural diversity within the walls of different plant species and cell types within a single plant4. Hence, depending of what crop species, crop variety, or plant tissue is used for a biorefinery, the processing steps for depolymerisation by chemical/enzymatic processes and subsequent fermentation of the various sugars to liquid biofuels need to be adjusted and optimized. This fact underpins the need for a thorough characterization of plant biomass feedstocks. Here we describe a comprehensive analytical methodology that enables the determination of the composition of lignocellulosics and is amenable to a medium to high-throughput analysis (Figure 1). The method starts of with preparing destarched cell wall material. The resulting lignocellulosics are then split up to determine its monosaccharide composition of the hemicelluloses and other matrix polysaccharides1, and its content of crystalline cellulose7. The protocol for analyzing the lignin components in lignocellulosic biomass is discussed in Part I3.

Comprehensive Compositional Analysis of Plant Cell Walls Lignocellulosic biomass Part II: Carbohydrates

Plant biomass is a major carbon-neutral renewable resource that could be used for the production of biofuels. Plant biomass consists mainly of cell walls, a structurally complex composite material termed lignocellulosics. Here we describe a protocol for a comprehensive analysis of the content and composition of wall derived carbohydrates.

Bitki Hücre Duvarları Kapsamlı Kompozisyonel Analiz (Lignocellulosic biyokütle) Bölüm II: Karbonhidratlar

The need for renewable, carbon neutral, and sustainable raw materials for industry and society has become one of the most pressing issues for the 21st ...

Biyoloji

High-throughput Saccharification Assay for Lignocellulosic Materials

Polysaccharides that make up plant lignocellulosic biomass can be broken down to produce a range of sugars that subsequently can be 
used in establishing a biorefinery. These raw materials would constitute a new industrial platform, which is both sustainable and carbon neutral, to replace 
the current dependency on fossil fuel. The recalcitrance to deconstruction observed in lignocellulosic materials is produced by several intrinsic properties 
of plant cell walls. Crystalline cellulose is embedded in matrix polysaccharides such as xylans and arabinoxylans, and the whole structure is encased by the 
phenolic polymer lignin, that is also difficult to digest 1. In order to improve the digestibility of plant materials we need to discover the main bottlenecks 
for the saccharification of cell walls and also screen mutant and breeding populations to evaluate the variability in saccharification 2. These tasks require 
a high throughput approach and here we present an analytical platform that can perform saccharification analysis in a 96-well plate format. This platform has 
been developed to allow the screening of lignocellulose digestibility of large populations from varied plant species. We have scaled down the reaction volumes 
for gentle pretreatment, partial enzymatic hydrolysis and sugar determination, to allow large numbers to be assessed rapidly in an automated system.
This automated platform works with milligram amounts of biomass, performing ball milling under controlled conditions to reduce the plant 
materials to a standardised particle size in a reproducible manner. Once the samples are ground, the automated formatting robot dispenses specified and recorded 
amounts of material into the corresponding wells of 96 deep well plate (Figure 1). Normally, we dispense the same material into 4 wells to have 4 replicates for 
analysis. Once the plates are filled with the plant material in the desired layout, they are manually moved to a liquid handling station (Figure 2). In this 
station the samples are subjected to a mild pretreatment with either dilute acid or alkaline and incubated at temperatures of up to 90&deg;C. The pretreatment solution 
is subsequently removed and the samples are rinsed with buffer to return them to a suitable pH for hydrolysis. The samples are then incubated with an enzyme
mixture for a variable length of time at 50&deg;C. An aliquot is taken from the hydrolyzate and the reducing sugars are automatically determined by the MBTH 
colorimetric method.

A simple, rapid method for determining the saccharification potential of large numbers of plant biomass samples is described. The automated platform for this analysis involves the preparation of the plant biomass for analysis in 96 well plates and the subsequent performance of pretreatment, hydrolysis and quantification of the sugars released.

Lignocellulosic Malzemeler için Yüksek verim Saccharification Testi

Polysaccharides that make up plant lignocellulosic biomass can be broken down to produce a range of sugars that subsequently can be 
used in establishing ...

Imaging and Analysis for Quantifying Maize (Zea mays) Abiotic Stress Phenotypes

Measuring quantitative plant phenotypes, or traits, is essential for understanding plant responses to environmental factors, including biotic and abiotic stresses. However, traditional methods of measuring plants can be time-consuming, inaccurate, and destructive, particularly when assessing traits such as biomass and height on an individual basis. Image-based analysis offers an opportunity to reduce labor, improve accuracy and precision, and enable repeated measurements of the same plant over multiple time points. While high-throughput phenotyping facilities provide a solution, they are often prohibitively expensive and limited in availability worldwide. A method is described for capturing plant images using low-cost single-board computers and digital cameras within a photo studio setup, accompanied by an image analysis pipeline based on the free and open-source package PlantCV. This method offers a fast and accurate protocol for image capture, labeling, and transfer, along with best practices for ensuring high-quality image acquisition. Through image analysis, more than 10 phenotypes were quantified for all images in the experiment simultaneously, including traits such as plant size, height, and color. These methods were used to characterize the response of the Zea mays (maize) inbred variety B73 to heat, drought, and combined heat and drought abiotic stress conditions.

A method is presented for low-cost imaging of plants to measure phenotypes, along with best practices for image capture and an image analysis pipeline for quantifying plant traits. These methods were applied to measure maize (Zea mays) phenotypes under heat, drought, and combined abiotic stress conditions.

Mısır (Zea mays) Abiyotik Stres Fenottiplerinin Miktarının Belirlenmesi için Görüntüleme ve Analiz

Measuring quantitative plant phenotypes, or traits, is essential for understanding plant responses to environmental factors, including biotic and abiotic ...

Soluble Protein Assay to Quantify Soluble Protein Content in Plant Tissues

Source: Deans, C. A. et al. <a href="https://app.jove.com/v/58164">Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video describes a colorimetric method to quantify the soluble protein content in plant tissues. The method uses Coomassie Brilliant Blue G-250 dye, which interacts with the soluble protein to form a blue-colored stable protein-dye complex, proportional to the soluble protein content in the tissue.

Bitki dokularındaki çözünür protein içeriğini ölçmek için çözünür protein tahlili

Source: Deans, C. A. et al. Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar. J. Vis. Exp. ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Biyolojik Teknikler

Tahlil Teknikleri

Biyokimyasal analizler

Colorimetric Assay for the Quantification of Non-Structural Carbohydrates in Plant Tissues

Source: Deans, C. A. et al. <a href="https://app.jove.com/v/58164">Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar.</a> J. Vis. Exp. (2018).
This video describes the method to quantify the digestible carbohydrates present in plant tissues. This helps to collect data from various plant tissues to study nutritional ecology, plant-herbivore interactions, and food-web dynamics.

Bitki çözünür Protein ve sindirilebilir karbonhidrat içeriği, Mısır (Zea mays) kullanarak bir suret olarak miktarının

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler