Name: an optimized rhizobox protocol to visualize root growth and responsiveness to localized nutrients
Uploaded: 2018-10-22T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Optimized Rhizobox Protocol to Visualize Root Growth and Responsiveness to Localized Nutrients at JoVE.com

Forfatterne vil gerne anerkende anonym korrekturlæsere for deres feedback, samt J.C. Cahill og Tan Bao indledende vejledning om udvikling af rhizobox-protokollen. Finansieringen blev leveret af Foundation for fødevarer og landbrug forskning, os landbrugsministerium (USDA) National Institut for fødevarer og landbrug, landbrugs eksperiment Station projekt CA-D-PLS-2332-H, at A.G. og ved UC Davis afdeling af anlægget Sciences gennem et stipendium til J.S.

1. forberedelse af de forreste og bagpaneler og afstandsstykker
<ol><li>Forberede panelerne for- og bagside.<ol>
<li>Klip to stykker af klare 0.635 cm tykke akryl til 40,5 cm bred og 61 cm lange pr kasse eller købe pre-cut stykker (Se Tabel af materialer).</li>
		<li>Ved hjælp af et borehoved designet for akryl, bore huller 0.635 cm i diameter 1,3 cm fra siden kanter på 2,5, 19, 38 og 53,3 cm fra toppen. Bore huller 1,3 cm fra den nederste kant på 2,5, 20,3 og 38 cm fra venstre side (<strong class=...

<ol>
	<li>Hodge, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roots:+The+Acquisition+of+Water+and+Nutrients+from+the+Heterogeneous+Soil+Environment.">Roots: The Acquisition of Water and Nutrients from the Heterogeneous Soil Environment.</a> Progress in Botany 71. , 307-337 (2010).</li><li>Grossman, J. D., Rice, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+root+plasticity+responses+to+variation+in+soil+nutrient+distribution+and+concentration.">Evolution of root plasticity responses to variation in soil nutrient distribution and concentration.</a> Evolutionary Applications. 5 (8), 850-857 (2012).</li><li>Zhang, H., Forde, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Arabidopsis+MADS+box+gene+that+controls+nutrient-induced+changes+in+root+architecture.">An Arabidopsis MADS box gene that controls nutrient-induced changes in root architecture.</a> Science. 279 (5349), 407-409 (1998).</li><li>Hodge, A., Stewart, J., Robinson, D., Griffiths, B. S., Fitter, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Competition+between+roots+and+soil+micro-organisms+for+nutrients+from+nitrogen-rich+patches+of+varying+complexity.">Competition between roots and soil micro-organisms for nutrients from nitrogen-rich patches of varying complexity.</a> Journal of Ecology. 88 (1), 150-164 (2000).</li><li>Trachsel, S., Kaeppler, S. M., Brown, K. M., Lynch, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shovelomics:+high+throughput+phenotyping+of+maize+(Zea+mays+L.)+root+architecture+in+the+field.">Shovelomics: high throughput phenotyping of maize (Zea mays L.) root architecture in the field.</a> Plant and Soil. 341 (1-2), 75-87 (2011).</li><li>Rogers, E. D., Monaenkova, D., Mijar, M., Nori, A., Goldman, D. I., Benfey, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+computed+tomography+reveals+the+response+of+root+system+architecture+to+soil+texture.">X-ray computed tomography reveals the response of root system architecture to soil texture.</a> Plant Physiology. , (2016).</li><li>Groleau-Renaud, V., Plantureux, S., Guckert, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+mechanical+constraint+on+nodal+and+seminal+root+system+of+maize+plants.">Effect of mechanical constraint on nodal and seminal root system of maize plants.</a> Comptes Rendus De L Academie Des Sciences Serie Iii-Sciences De La Vie-Life Sciences. 321 (1), 63-71 (1998).</li><li>Lin, Y., Allen, H. E., Di Toro, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Barley+root+hair+growth+and+morphology+in+soil,+sand,+and+water+solution+media+and+relationship+with+nickel+toxicity.">Barley root hair growth and morphology in soil, sand, and water solution media and relationship with nickel toxicity.</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 35 (8), 2125-2133 (2016).</li><li>Wenzel, W. W., Wieshammer, G., Fitz, W. J., Puschenreiter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+rhizobox+design+to+assess+rhizosphere+characteristics+at+high+spatial+resolution.">Novel rhizobox design to assess rhizosphere characteristics at high spatial resolution.</a> Plant and Soil. 237 (1), 37-45 (2001).</li><li>Spohn, M., Carminati, A., Kuzyakov, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+zymography+-+A+novel+in+situ+method+for+mapping+distribution+of+enzyme+activity+in+soil.">Soil zymography - A novel in situ method for mapping distribution of enzyme activity in soil.</a> Soil Biology and Biochemistry. 58, 275-280 (2013).</li><li>Vollsnes, A. V., Futsaether, C. M., Bengough, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+rhizosphere+particle+movement+around+mutant+maize+roots+using+time-lapse+imaging+and+particle+image+velocimetry.">Quantifying rhizosphere particle movement around mutant maize roots using time-lapse imaging and particle image velocimetry.</a> European Journal of Soil Science. 61 (6), 926-939 (2010).</li><li>Hewitt, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Sand and Water Culture Methods Used in the Study of Plant Nutrition. , (1966).</li><li>Choudhary, M. I., Shalaby, A. A., Al-Omran, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+holding+capacity+and+evaporation+of+calcareous+soils+as+affected+by+four+synthetic+polymers.">Water holding capacity and evaporation of calcareous soils as affected by four synthetic polymers.</a> Communications in Soil Science and Plant Analysis. 26 (13-14), 2205-2215 (1995).</li><li>Bakker, P. A. H. M., Berendsen, R. L., Doornbos, R. F., Wintermans, P. C. A., Pieterse, C. M. 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+rhizosphere+revisited:+root+microbiomics.">The rhizosphere revisited: root microbiomics.</a> Frontiers in Plant Science. 4, 2013 (2013).</li><li>McNear, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Rhizosphere+-+Roots,+Soil,+and+Everything+In+Between.">The Rhizosphere - Roots, Soil, and Everything In Between.</a> Nature Education Knowledge. 4 (3), 1 (2013).</li><li>Ortas, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+extent+of+rhizosphere+soil.">Determination of the extent of rhizosphere soil.</a> Communications in Soil Science and Plant Analysis. 28 (19-20), 1767-1776 (1997).</li><li>. Carbon (13C) and Nitrogen (15N) Sample Preparation Available from: <a target="_blank" href="https://stableisotopefacility.ucdavis.edu/13cand15nsamplepreparation.html">https://stableisotopefacility.ucdavis.edu/13cand15nsamplepreparation.html</a> (2018)</li><li>Barraclough, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=15N+isotope+dilution+techniques+to+study+soil+nitrogen+transformations+and+plant+uptake.">15N isotope dilution techniques to study soil nitrogen transformations and plant uptake.</a> Fertilizer research. 42 (1-3), 185-192 (1995).</li><li>Belter, P. R., Cahill, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disentangling+root+system+responses+to+neighbours:+identification+of+novel+root+behavioural+strategies.">Disentangling root system responses to neighbours: identification of novel root behavioural strategies.</a> AoB PLANTS. 7, (2015).</li><li>Nagel, K. A., 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=GROWSCREEN-Rhizo+is+a+novel+phenotyping+robot+enabling+simultaneous+measurements+of+root+and+shoot+growth+for+plants+grown+in+soil-filled+rhizotrons.">GROWSCREEN-Rhizo is a novel phenotyping robot enabling simultaneous measurements of root and shoot growth for plants grown in soil-filled rhizotrons.</a> Functional Plant Biology. 39 (11), 891-904 (2012).</li><li>Adu, M. O., Yawson, D. O., Bennett, M. J., Broadley, M. R., Dupuy, L. X., White, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+scanner-based+rhizobox+system+enabling+the+quantification+of+root+system+development+and+response+of+Brassica+rapa+seedlings+to+external+P+availability.">A scanner-based rhizobox system enabling the quantification of root system development and response of Brassica rapa seedlings to external P availability.</a> Plant Root. 11, 16-32 (2017).</li><li>Neumann, G., George, T. S., Plassard, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+and+methods+for+studying+the+rhizosphere-the+plant+science+toolbox.">Strategies and methods for studying the rhizosphere-the plant science toolbox.</a> Plant and Soil. 321 (1-2), 431-456 (2009).</li><li>Bodner, G., Alsalem, M., Nakhforoosh, A., Arnold, T., Leitner, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RGB+and+Spectral+Root+Imaging+for+Plant+Phenotyping+and+Physiological+Research:+Experimental+Setup+and+Imaging+Protocols.">RGB and Spectral Root Imaging for Plant Phenotyping and Physiological Research: Experimental Setup and Imaging Protocols.</a> JoVE (Journal of Visualized Experiments). (126), e56251-e56251 (2017).</li><li>Kuchenbuch, R. O., Ingram, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+analysis+for+non-destructive+and+non-invasive+quantification+of+root+growth+and+soil+water+content+in+rhizotrons.">Image analysis for non-destructive and non-invasive quantification of root growth and soil water content in rhizotrons.</a> Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 165 (5), 573-581 (2002).</li><li>Dresb&#248;ll, D. B., Thorup-Kristensen, K., McKenzie, B. M., Dupuy, L. X., Bengough, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Timelapse+scanning+reveals+spatial+variation+in+tomato+(Solanum+lycopersicum+L.)+root+elongation+rates+during+partial+waterlogging.">Timelapse scanning reveals spatial variation in tomato (Solanum lycopersicum L.) root elongation rates during partial waterlogging.</a> Plant and Soil. 369 (1-2), 467-477 (2013).</li><li>Wu, J., 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=RhizoChamber-Monitor:+a+robotic+platform+and+software+enabling+characterization+of+root+growth.">RhizoChamber-Monitor: a robotic platform and software enabling characterization of root growth.</a> Plant Methods. 14 (1), 44 (2018).</li><li>Rogers, S. W., Moorman, T. B., Ong, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+In+Situ+Hybridization+and+Micro-autoradiography+Applied+to+Ecophysiology+in+Soil.">Fluorescent In Situ Hybridization and Micro-autoradiography Applied to Ecophysiology in Soil.</a> Soil Science Society of America Journal. 71 (2), 620-631 (2007).</li><li>Eickhorst, T., Tippk&#246;tter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+microorganisms+in+undisturbed+soil+by+combining+fluorescence+in+situ+hybridization+(FISH)+and+micropedological+methods.">Detection of microorganisms in undisturbed soil by combining fluorescence in situ hybridization (FISH) and micropedological methods.</a> Soil Biology and Biochemistry. 40 (6), 1284-1293 (2008).</li><li>Spohn, M., Kuzyakov, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+microbial-+and+root-derived+phosphatase+activities+in+the+rhizosphere+depending+on+P+availability+and+C+allocation+-+Coupling+soil+zymography+with+14C+imaging.">Distribution of microbial- and root-derived phosphatase activities in the rhizosphere depending on P availability and C allocation - Coupling soil zymography with 14C imaging.</a> Soil Biology and Biochemistry. 67, 106-113 (2013).</li><li>Lv, G., Kang, Y., Li, L., Wan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+irrigation+methods+on+root+development+and+profile+soil+water+uptake+in+winter+wheat.">Effect of irrigation methods on root development and profile soil water uptake in winter wheat.</a> Irrigation Science. 28 (5), 387-398 (2010).</li><li>Asseng, S., Ritchie, J. T., Smucker, A. J. M., Robertson, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Root+growth+and+water+uptake+during+water+deficit+and+recovering+in+wheat.">Root growth and water uptake during water deficit and recovering in wheat.</a> Plant and Soil. 201 (2), 265-273 (1998).</li><li>Hernandez-Ramirez, G., 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=Root+Responses+to+Alterations+in+Macroporosity+and+Penetrability+in+a+Silt+Loam+Soil.">Root Responses to Alterations in Macroporosity and Penetrability in a Silt Loam Soil.</a> Soil Science Society of America Journal. 78 (4), 1392-1403 (2014).</li><li>Zhang, Y. L., Wang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+enzyme+activities+with+greenhouse+subsurface+irrigation.">Soil enzyme activities with greenhouse subsurface irrigation.</a> Pedosphere. 16 (4), 512-518 (2006).</li><li>Robinson, D., Hodge, A., Griffiths, B. S., Fitter, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+root+proliferation+in+nitrogen-rich+patches+confers+competitive+advantage.">Plant root proliferation in nitrogen-rich patches confers competitive advantage.</a> Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 266 (1418), 431-435 (1999).</li><li>Lobet, G., Draye, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+scanning+procedure+enabling+the+vectorization+of+entire+rhizotron-grown+root+systems.">Novel scanning procedure enabling the vectorization of entire rhizotron-grown root systems.</a> Plant Methods. 9, 1 (2013).</li><li>Swarup, R., Wells, D. M., Bennett, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Root+Gravitropism.">Root Gravitropism.</a> Plant Roots: The Hidden Half. , (2013).</li><li>Smit, A. L., Bengough, A. G., Engels, C., van Noordwijk, M., Pellerin, S., van de Geijn, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Root Methods: A Handbook. , (2000).</li><li>van Dusschoten, D., 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=Quantitative+3D+Analysis+of+Plant+Roots+Growing+in+Soil+Using+Magnetic+Resonance+Imaging1[OPEN].">Quantitative 3D Analysis of Plant Roots Growing in Soil Using Magnetic Resonance Imaging1[OPEN].</a> Plant Physiology. 170 (3), 1176-1188 (2016).</li><li>Metzner, R., 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=Direct+comparison+of+MRI+and+X-ray+CT+technologies+for+3D+imaging+of+root+systems+in+soil:+potential+and+challenges+for+root+trait+quantification.">Direct comparison of MRI and X-ray CT technologies for 3D imaging of root systems in soil: potential and challenges for root trait quantification.</a> Plant Methods. 11, 17 (2015).</li></ol>

Den rhizoboxes, der er beskrevet i denne protokol kan bruges til at besvare forskellige spørgsmål i roden og rhizosfære videnskab, og har fundet forskellige bruger andetsteds10,20,21,22,23 , 24 , 25. andre forskere har fanget time-lapse billeder af rhizoboxes21<sup...

Selv ofte overset i forhold til deres overjordiske modparter, rødder spiller en afgørende rolle i anlægget næringsstof erhvervelse. Givet betydelige CO2 omkostningerne ved roden konstruktion og vedligeholdelse, har planter udviklet mekanismer for at udvikle rødder kun hvor fouragering er værd at investeringen. Rodsystem kan således effektivt og dynamisk mine ressource patches af prolifererende i hotspots, upregulating satser for optagelse og hurtigt translocating næringsstoffer til phloem for yderligere transport1. Plasticitet svar kan variere meget blandt plante arter og genotyper2,3 og afhængigt af den kemiske form af næringsstof involveret4,5. Variation i roden plasticitet bør undersøges yderligere, som forståelse komplekse root svar til heterogene jordressourcer kunne informere avl og strategier til at øge næringsstof i landbruget.
Trods sin nødvendighed og relevans for forståelse plante systemer giver visualisere og kvantificere root plasticitet i relevante målestoksforhold tekniske udfordringer. Udgravning root kronen fra jorden ("shovelomics"6) er en fælles metode, men fine rødder udnytte små porer mellem jordens aggregater, og udgravningen fører uundgåeligt til en vis grad af tabet af disse skrøbelige rødder. Derudover gør destruktive høst det umuligt at følge ændringer i én rodsystem over tid. In situ Billeddannende metoder f.eks X-ray beregnet tomografi tillade direkte visualisering af rødder og Jordressourcer på høj rumlige opløsning7, men er dyre og kræver specialudstyr. Hydroponiske eksperimenter undgå begrænsninger forbundet med udvinding rødder fra jorden, men roden morfologi og arkitektur er forskellige i vandige medier sammenlignet med mekaniske begrænsninger og Biofysisk kompleksitet af jord8,9. Endelig, rhizosfære processer og funktioner kan ikke integreres med udviklingsmæssige plasticitet i disse kunstige medier.
Vi præsenterer en protokol for konstruktionen og brugen af rhizoboxes (smalle, klare-sidet rektangulære containere) som en billig, tilpasselig metode til at karakterisere rodvækst i jord over tid. Specielt designede rammer tilskynder rødder vokser fortrinsvis mod bagpanelet på grund af gravitropism, øge nøjagtigheden af roden længde målinger. Rhizoboxes er almindeligt anvendt til at studere rodvækst og rhizosfære interaktioner10,11,12, men metoden præsenteres her tilbyder en fordel i enkelhed med sin single-rum design og billig materialer, og er designet til at studere root Reaktionerne oversatte næringsstoffer. Metoden kunne dog også være tilpasset til at studere en række andre rod- og rhizosfære processer som intra/interspecies konkurrence, rumlige fordeling af kemiske forbindelser, mikrober eller enzymaktivitet. Her, undersøger vi genotypiske forskelle blandt majshybrider svar til pletter af 15N-mærket bælgplanter rester og Fremhæv repræsentative resultater at validere metoden rhizobox.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="863">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1.27 cm diameter PVC pipe</td>
			<td style="width:123px;">JM Eagle</td>
			<td style="width:119px;">530048</td>
			<td style="width:407px;">305 cm per box, cut into lengths as specified in the protocol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PVC side elbows</td>
			<td style="width:123px;">Lasco</td>
			<td>315498</td>
			<td>2 per box</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PVC 90-degree elbows</td>
			<td style="width:123px;">Charlotte</td>
			<td style="width:119px;">PVC 02300 0600</td>
			<td>4 per box</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PVC T joints</td>
			<td style="width:123px;">Charlotte</td>
			<td style="width:119px;">PVC 02402 0600</td>
			<td>4 per box</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Extruded acrylic panes</td>
			<td style="width:123px;">TAP Plastics</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>2 per box, 0.64 cm thick x 40.5 cm wide x 61 cm long</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HDPE spacers (sides)</td>
			<td style="width:123px;">TAP Plastics</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>2 per box, 0.64 cm thick x 2.5 cm wide x 57 cm long</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HDPE spacers (bottom)</td>
			<td style="width:123px;">TAP Plastics</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>1 per box, 0.64 cm thick x 2.5 cm wide x 40.5 cm long</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HDPE spacers (patch)</td>
			<td style="width:123px;">TAP Plastics</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>2 per box, 0.64 cm thick x 3.8 cm wide x 28 cm long</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Polyester batting</td>
			<td style="width:123px;">Fairfield</td>
			<td>#A-X90</td>
			<td>2.5 cm x 40.5 cm strip per box</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">20-thread screws</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>3.2 cm long, 0.64 cm diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Washers</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>0.64 cm internal diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hex nuts</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>sized to fit the screws</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Light deprivation fabric</td>
			<td style="width:123px;">Americover, Inc.</td>
			<td>Bold 8WB26.5</td>
			<td>1 piece 95 cm wide and 69 cm long per box</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sand</td>
			<td style="width:123px;">Quikrete</td>
			<td>No. 1113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Field soil</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Transparencies for tracing</td>
			<td style="width:123px;">FXN</td>
			<td>FXNT1319100S</td>
			<td>One per side of the box to be traced</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an optimized rhizobox protocol to visualize root growth and responsiveness to localized nutrients

Rødderne er notorisk vanskeligt at studere. Jorden er både et visuelt og mekanisk barriere, hvilket gør det vanskeligt at spore rødder i situ uden destruktiv høst eller dyrt udstyr. Vi præsenterer en tilpasselig og overkommelig rhizobox metode, der tillader ikke-destruktiv visualisering af rodvækst over tid og er særlig velegnet til at studere root plasticitet i svar til lokaliseret ressource patches. Metoden blev godkendt af vurderingen af majs genotypiske variation i plasticitet svar til patches indeholder 15N-mærket bælgplanter rester. Metoder er beskrevet at opnå repræsentative udviklingsmæssige målinger over tid, måle root længde tæthed i ressource-holdige og control patches, beregne root vækstrater og bestemme 15N inddrivelse af planternes rødder og skud. Fordele, forbehold og mulige fremtidige anvendelser af metoden er også drøftet. Selvom skal sørges for at sikre, at forsøgsbetingelser ikke bias rod vækstdata, giver rhizobox protokol præsenteres her pålidelige resultater hvis udført med tilstrækkelig opmærksomhed for detaljer.

Rødderne voksede fortrinsvis mod bagsiden af boksen, som forventet. Samlede røbestof root længde på bagsiden af boksen varierede fra 400 til 1.956 cm, i forhold til 93-758 cm på forsiden af boksen. Parvise Pearson korrelationskoefficienter beregnedes mellem scannede rod og spores root længde på forsiden af boksen, bagsiden af boksen, og summen af for- og bagside blev brugt til at bestemme, om sporing præcist afspejler samlede rod længde (n = 23, som fabrikken i én boks døde und...

Watch this Scientific Journal Video about An Optimized Rhizobox Protocol to Visualize Root Growth and Responsiveness to Localized Nutrients at JoVE.com

An Optimized Rhizobox Protocol to Visualize Root Growth and Responsiveness to Localized Nutrients

En optimeret Rhizobox protokol til at visualisere rodvækst og lydhørhed over for lokaliserede næringsstoffer

Visualisere og måle rod vækst i situ er ekstremt udfordrende. Vi præsenterer en tilpasselig rhizobox metode til at spore rodudvikling og spredning over tid som reaktion på næringsstof berigelse. Denne metode bruges til at analysere majs genotypiske forskelle i roden plasticitet i svar til en organisk kvælstof kilde.

Roots are notoriously difficult to study. Soil is both a visual and mechanical barrier, making it difficult to track roots in situ without destructive ...

Denne metode kan hjælpe med at besvare centrale spørgsmål inden for Root og Rhizosphere Science, såsom hvordan rødder reagerer på lokaliserede pletter af næringsstoffer. De vigtigste fordele ved denne teknik er, at det giver mulighed for gentagne, ikke-invasive målinger af et enkelt rodsystem i jorden, men det kræver ikke specialiseret udstyr, og det er relativt billigt. Saml delene til Rhizobox til montering.Disse omfatter forreste og bageste paneler lavet af klare akryl omkring 40 centimeter med 61 centimeter. På dette tidspunkt er der side og bund afstandsløber på toppen af bagpanelet. Afstandsuddeler er justeret med tidligere borede huller i panelerne.Skær en længde af polyester polstring til at gå langs bunden af Rhizobox. Læg polstring på bagpanelet direkte over den nederste afstandsan fører for at forhindre utæt. Sæt det øverste panel på plads på afstandsholderne for at holde polstring på plads.Få nu hardware til at samle Rhizobox. Brug en skrue, to skiver, og hex møtrik for hver af de borede huller. Anvend en skive på frontpanelet, og stram skruen gennem den til bagpanelet.En anden vaskemaskine og hex møtrik. For at undgå tab af jord, sikre, at alle skruerne er meget stram. Også oprette to afstandsdannere til at danne behandling og kontrol patches.Gør dem med høj densitet polyethylen plader og fastgør en skrue i toppen for at tillade kun delvis indsættelse. For lys afsavn og varmereduktion, forberede en beskyttende sag, der kan vedlægge kassen. Endelig bygge en ramme for at tilskynde rødder til at vokse mod bagpanelet.Denne PVC ramme holder boksen i en vinkel på ca 55 grader. Har klar en homogeniseret blanding af markjord og sand. Begynd med en stor pose, der indeholder substrat blandingen for hver Rhizobox.Mærl to små ziptopposer pr. kasse til behandlings- og kontrolplasterne. Brug en skala og vejer 30 gram af jorden sand substrat. Overfør underlaget i kontrolposen.På samme måde, tilføje 30 gram substrat til behandlingsposen. Derefter vejes et gram nitrogen 15 mærket nitrogen kilde og tilføje det til behandling posen. Bland substratet og nitrogenkilden grundigt.Arbejde med en Rhizobox og det er patch afstandsbånd. Sæt de to afstandsindiske i Rhizobox, indtil skruen forhindrer yderligere bevægelse. Marker dybden af den nederste kant af afstandsbåndene på siden af Rhizobox.Fjern derefter afstandsrene for de næste trin. Ved hjælp af en tragt skal rhizoboksen fyldes fra den store pose underlag til den markerede dybde. Flyt tragten frem og tilbage langsomt og jævnt for at fylde Rhizobox ensartet.Når underlaget er på den markerede dybde, sætte afstandsuddeler i kassen. De skal være fem centimeter fra venstre og højre side af kassen. Fortsæt med at fylde kassen, indtil underlaget er omkring fem centimeter fra toppen af kassen.Derefter sørge for langsom kunstvanding af substratet i kassen med 150 milliliter vand med drypudledere eller i hånden. Lad det hvile flere timer eller natten over, så vandet spreder og området omkring hver spacer er grundigt våd. På dette tidspunkt skal du fjerne afstandsrene for at efterlade et tomt hulrum til plastrene.Nu, tape gennemsigtighed film til ydersiden af kassen. Brug gennemsigtigheden til at markere det ene plaster som behandling og det andet som kontrolelement. Brug derefter tragten og det forberedte kontrolunderlag til at fylde kontrolplasteren.Dette er den mærkede kontrol patch efter det er blevet fyldt. Gå videre til at fylde behandlingsplaster med den forberedte behandling substrat på samme måde. Når du er færdig, skal du bruge en permanent markør til at spore grænsen for hvert plaster på gennemsigtighedsfilmen.Dernæst fylde Rhizobox jævnt med de resterende substrat fra den store taske. Afslut ved at spore toppen af underlaget på gennemsigtigheden. Når kassen er klar, transplantere en spiret frø.Først skal du bruge en smal spatel til at grave et hul i midten af Rhizobox. Hullet skal være 2,5 centimeter dybt. Placer spiret frø inde sikre den radikale er orienteret direkte nedad.Spor placeringen af frøet på den gennemsigtighed, der er knyttet til kassen. Dæk frøet, derefter vand det med op til 50 milliliter deioniseret vand. Dernæst vedlægge boksen i sit tilfælde for at forhindre lys i at interagere med rødderne under vækst.Tag boksen til rammen forberedt til det. Placer Rhizobox på rammen for at fremme væksten mod bagrammen. Hent kassen efter hver tre til fire dages plantevækst.Når sagen fjernes, spores planterne synlige rødder ved hjælp af en anden farvepen hver gang. Som i dette eksempel skal du være konsekvent og systematisk for dette trin. Returner den overdækkede boks til standen og sikre, at den er i sin oprindelige retning.Her er den samlede rodlængder af de sporede rødder på bagsiden af 24 Rhizoboxes afbildet mod rodlængder målt ved hjælp af en scanner og computersoftware. En lignende plot for spores rod mønstre på forsiden af kassen viser rødderne voksede fortrinsvis mod bagsiden af kassen. De konsekvente skråninger i dette plot af logaritmen af den samlede rodlængde som en funktion af dage med vækst tyder på vækstrater var ens mellem de forskellige kasser.Her er data for rodlængdetæthed for en majsgenotype. Tætheden for kontrolplasteret er mindre end tætheden for det nitrogenbehandlede plaster. Forsøget sammenlignede rodlængdetætheden for seks separate majsgenotyper.I alle tilfælde var rodlængdetætheden større i nitrogen 15 mærket behandlingsplaster versus kontrolplasteret. Denne protokol kan kombineres med andre metoder såsom sphygmography eller florescence in situ hybridisering med henblik på at visualisere spacial fordeling af enzymaktivitet eller mikrober.

Research

JoVE Journal

Environment

Optimize Flue Gas Settings to Promote Microalgae Growth in Photobioreactors via Computer Simulations

Optimer Røggas indstillinger for at fremme mikroalger Vækst i fotobioreaktorer via computersimuleringer

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently ...

Optimized Negative Staining: a High-throughput Protocol for Examining Small and Asymmetric Protein Structure by Electron Microscopy

Optimeret negativ farvning: en High-throughput protokol for behandlingen Små og asymmetrisk proteiners struktur ved elektronmikroskopi

Structural determination of proteins is rather challenging for proteins with molecular masses between 40 - 200 kDa. Considering that more than half of ...

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

En protokol til Gennemførelsen Rainfall Simulering til Studieinformationen Jord Afstrømning

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The ...

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Måling Flusmidler af mineralske Næringsstoffer og giftstoffer i Planter med radioaktive sporstoffer

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

A Push-pull Protocol to Reduce Colonization of Bird Nest Boxes by Honey Bees

En Push-pull-protokollen til at reducere Colonization af Bird redekasser af honningbier

Introduction of the invasive Africanized honey bee (AHB) into the Neotropics is a serious problem for many cavity nesting birds, specifically parrots. ...

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

Den Benthic Udveksling af O<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub&gt; og opløste næringsstoffer Brug lille kerne Inkubationer

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in ...

Laboratory Simulation of an Iron(II)-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Laboratory Simulation of an IronII-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Laboratorium Simulering af en jern (II) -rig Prækambrium Marine Upwelling System til udforske Vækst af fotosyntetiske bakterier

A conventional concept for the deposition of some Precambrian Banded Iron Formations (BIF) proceeds on the assumption that ferrous iron [Fe(II)] upwelling ...

Soil Lysimeter Excavation for Coupled Hydrological, Geochemical, and Microbiological Investigations

Jord lysimeter Udgravning til Koblede Hydrologiske, geokemiske og mikrobiologiske undersøgelser

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled ...

A Gusseted Thermogradient Table to Control Soil Temperatures for Evaluating Plant Growth and Monitoring Soil Processes

En gusseted Thermogradient Table at styre Jord Temperaturer for Evaluering plantevækst og jordbundsovervågning Processer

Thermogradient tables were first developed in the 1950s primarily to test seed germination over a range of temperatures simultaneously without using a ...

Video Tracking Protocol to Screen Deterrent Chemistries for Honey Bees

Video Tracking Protocol til Screen Deterrent Chemistries for honningbier

The European honey bee, Apis mellifera L., is an economically and agriculturally important pollinator that generates billions of dollars annually. Honey ...