Name: an optimized rhizobox protocol to visualize root growth and responsiveness to localized nutrients
Uploaded: 2018-10-22T15:00:00
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Les auteurs aimerait remercier des évaluateurs anonymes pour leurs commentaires, ainsi que J.C. Cahill et Tan Bao d’orientation initiale sur l’élaboration du protocole de rhizobox. A été financé par la Fondation pour l’alimentation et l’Agriculture Research, le US Department of Agriculture (USDA) National Institute of Food and Agriculture, Agricultural Experiment Station projet CA-D-PLS-2332-H, à A.G. et par le Department of Plant de UC Davis Sciences grâce à une bourse de J.S.

1. préparation des panneaux arrière et avant et entretoises
<ol><li>Préparer les panneaux avant et arrière.<ol>
<li>Deux morceaux d’acrylique épais transparent 0,635 cm à 40,5 cm de large sur 61 cm de long par boîte ou acheter pièces prédécoupées (voir Table des matières).</li>
		<li>À l’aide d’un foret conçu pour le verre acrylique, percer des trous 0,635 cm de diamètre 1,3 cm des bords latéraux à 2,5, 19, 38 et 53,3 cm du haut. Percer les trous 1,3 cm du bord inférieur à 2,5,...

<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>

Les rhizoboxes décrits dans le présent protocole peut être utilisé pour répondre à des questions variées en science de racine et de la rhizosphère et ont trouvé divers utilise ailleurs10,20,21,22,23 , 24 , 25. d’autres chercheurs ont capté des images Time-lapse de rhizoboxes<sup ...

Bien que souvent négligée par rapport à leurs homologues hors sol, les racines jouent un rôle essentiel dans l’acquisition de nutriments végétaux. Étant donné le coût de carbone importante de racine construction et d’entretien, les plantes ont évolué des mécanismes pour développer des racines seulement où se nourrir vaut l’investissement. Système racinaire peut ainsi efficacement et de manière dynamique mine patches de ressource de proliférer dans les hotspots, cytoprotectrices taux de captation et de nutriments rapidement translocation vers le phloème pour autre transport1. Les réponses de plasticité peuvent varier considérablement entre les plantes espèces ou génotypes2,3 et selon la forme chimique des nutriments impliqués4,5. Variation de la plasticité de la racine devrait être explorée davantage, comme compréhension réponses des racines complexes de ressources en sols hétérogènes pourraient informer reproducteurs et des stratégies de gestion pour accroître l’efficacité de l’utilisation des éléments nutritifs dans l’agriculture.
Malgré sa nécessité et sa pertinence pour les systèmes d’usine de compréhension, visualiser et quantifier la plasticité de la racine à des échelles pertinentes posent des défis techniques. Excavation de la Couronne de la racine dans le sol (« shovelomics »6) est une méthode commune, mais les racines fines exploitent petits pores entre les agrégats du sol, et excavation conduit inévitablement à un certain degré de perte de ces racines fragiles. En outre, récolte destructive rend impossible de suivre les changements dans un système racinaire au fil du temps. In situ des méthodes d’imagerie telles que la tomographie aux rayons x calculée permettent une visualisation directe des racines et des ressources en sols à haute résolution spatiale7, mais sont coûteux et nécessitent des équipements spécialisés. Hydroponiques expériences éviter les contraintes liées à l’extraction des racines dans le sol, mais architecture et la morphologie racinaire diffèrent en milieu aqueux par rapport aux contraintes mécaniques et de la complexité biophysique des sols8,9. Enfin, les fonctions et les processus de la rhizosphère ne peuvent être intégrées avec la plasticité développementale dans ces milieux artificiels.
Nous présentons un protocole pour la construction et l’utilisation de rhizoboxes (récipients rectangulaires étroits, clear-face) comme une méthode économique et personnalisable pour caractériser la croissance des racines dans le sol au fil du temps. Châssis spécialement conçu pour encouragent les racines à se développer préférentiellement contre le panneau arrière en raison de gravitropisme, augmentant la précision des mesures de longueur de racine. Rhizoboxes sont couramment utilisés pour étudier la croissance des racines et la rhizosphère des interactions10,11,12, mais la méthode présentée ici vous offre un avantage dans la simplicité grâce à sa conception du seul compartiment et peu coûteux matériaux et vise à étudier les réponses des racines aux nutriments localisées. Toutefois, la méthode pourrait être également adaptée pour étudier une gamme d’autres processus racine et rhizosphère tels que la concurrence intra/interspecies, distribution spatiale des composés chimiques, microbes ou de l’activité enzymatique. Ici, nous étudions les différences génotypiques parmi les hybrides de maïs en réponse à des plaques de 15N-étiqueté légumineuse résidus et point culminant résultats représentatifs pour valider la méthode de 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

Racines sont notoirement difficiles à étudier. Le sol est une barrière à la fois visuelle et mécanique, rend difficile de suivre les racines in situ sans récolte destructrice ou des équipements coûteux. Nous présentons une méthode de rhizobox personnalisable et abordable qui permet la visualisation non destructive de la croissance des racines au fil du temps et est particulièrement bien adapté à l’étude de plasticité de la racine en réponse à des plaques de ressources localisé. La méthode a été validée par l’évaluation de la variation génotypique maïs dans les réponses de la plasticité aux patches contenant des résidus de légumineuses marqué N 15. Méthodes sont décrites pour obtenir des mesures de développement représentant au fil du temps, mesurer la densité de longueur des racines dans des parcelles contenant des ressources et de contrôle, calculer le taux de croissance des racines et déterminer 15N récupération par les racines et les pousses. Avantages, mises en garde et le potentiel de futures applications de la méthode sont également discutées. Bien qu’il faut pour s’assurer que des conditions expérimentales ne pas biaiser les données sur la croissance racinaire, le protocole de rhizobox présenté ici donne des résultats fiables si réalisée avec suffisamment d’attention aux détails.

Racines a grandi préférentiellement contre l’arrière de la boîte, comme prévu. Longueur totale des racines tracée sur le dos de la boîte varie de 400 à 1 956 cm, comparativement à 93-758 cm sur le devant de la boîte. Les coefficients de corrélation de Pearson ont été calculés entre la longueur des racines numérisés et la longueur des racines tracée sur le devant de la boîte, l’arrière de la boîte, et la somme avant et arrière a été utilisée pour déterminer si ...

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

Un protocole de Rhizobox optimisé pour visualiser la croissance racinaire et la réceptivité aux nutriments localisées

Visualisation et en mesurant la croissance racinaire in situ sont extrêmement difficile. Nous présentons une méthode de rhizobox personnalisable pour suivre le développement racinaire et prolifération au fil du temps en réponse à l’enrichissement en éléments nutritifs. Cette méthode est utilisée pour analyser les différences génotypiques maïs dans la plasticité de la racine en réponse à une source d’azote organique.

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

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la science des racines et de la rhizosphère, telles que la façon dont les racines réagissent aux taches localisées de nutriments. Les principaux avantages de cette technique sont qu’elle permet des mesures répétées et non invasives d’un système racinaire unique dans le sol, mais qu’elle ne nécessite pas d’équipement spécialisé et qu’elle est relativement peu coûteuse. Rassemblez les pièces pour la Rhizobox pour l’assemblage.Il s’agit notamment de panneaux avant et arrière en acrylique clair d’environ 40 centimètres par 61 centimètres. À ce stade, il y a des espaceurs latéraires et bas sur le dessus du panneau arrière. Les entretentreurs sont alignés avec des trous précédemment percés dans les panneaux.Couper une longueur de rembourrage en polyester pour aller le long du fond de la Rhizobox. Mentez le rembourrage sur le panneau arrière directement au-dessus de l’espaceur inférieur pour aider à éviter les fuites. Mettez le panneau supérieur en position sur les entretentreurs pour maintenir le rembourrage en place.Maintenant, obtenez du matériel pour assembler la Rhizobox. Utilisez une vis, deux rondelles et un écrou d’hex pour chacun des trous percés. Placez une rondelle sur le panneau avant et serrez la vis à travers elle au panneau arrière.Une autre laveuse et l’écrou d’hex. Pour éviter la perte de sol, assurez-vous que toutes les vis sont très serrées. En outre, créer deux espaceurs pour former le traitement et les correctifs de contrôle.Faites-les avec des feuilles de polyéthylène haute densité et fixez une vis en haut pour ne permettre qu’une insertion partielle. Pour la privation de lumière et la réduction de la chaleur, préparez un étui de protection qui peut enfermer la boîte. Enfin, construire un cadre pour encourager les racines à croître contre le panneau arrière.Ce cadre en PVC maintient la boîte à un angle d’environ 55 degrés. Préparez un mélange homogénéisé de terre de champ et de sable. Commencez par un grand sac contenant le mélange de substrat pour chaque Rhizobox.Étiquetez deux petits sacs ziptop par boîte pour les patchs de traitement et de contrôle. Utilisez une balance et pesez 30 grammes du substrat de sable du sol. Transférer le substrat dans le sac de contrôle.De la même manière, ajouter 30 grammes de substrat au sac de traitement. Pesez ensuite un gramme d’azote 15 source d’azote étiquetée et ajoutez-le au sac de traitement. Bien mélanger le substrat et la source d’azote.Travaillez avec un Rhizobox et c’est des espaceurs patch. Insérez les deux entretentreurs dans la Rhizobox jusqu’à ce que la vis empêche d’autres mouvements. Marquez la profondeur du bord inférieur des entretaires sur le côté de la Rhizobox.Retirez ensuite les entretaires pour les prochaines étapes. À l’aide d’un entonnoir, remplir la Rhizobox du grand sac de substrat à la profondeur marquée. Déplacez l’entonnoir lentement et uniformément pour remplir uniformément la Rhizobox.Lorsque le substrat est à la profondeur marquée, mettez les entretaires dans la boîte. Ils doivent être à cinq centimètres des côtés gauche et droit de la boîte. Continuez à remplir la boîte jusqu’à ce que le substrat soit à environ cinq centimètres du haut de la boîte.Ensuite, prendre des dispositions pour l’irrigation lente du substrat dans la boîte avec 150 millilitres d’eau avec des émetteurs goutte à goutte ou à la main. Laissez reposer plusieurs heures ou toute la nuit afin que l’eau diffuse et la zone autour de chaque espaceur est complètement humide. À ce stade, retirez les entretaires pour laisser une cavité vide pour les correctifs.Maintenant, film de transparence bande à l’extérieur de la boîte. Utilisez la transparence pour étiqueter un patch comme traitement et l’autre comme contrôle. Ensuite, utilisez l’entonnoir et le substrat de commande préparé pour remplir le patch de commande.Il s’agit du patch de contrôle étiqueté après qu’il a été rempli. Passez à remplir le patch de traitement avec le substrat de traitement préparé de la même manière. Une fois terminé, utilisez un marqueur permanent pour tracer la limite de chaque patch sur le film de transparence.Ensuite, remplissez le Rhizobox uniformément avec le substrat restant du grand sac. Terminer en traçant le dessus du substrat sur la transparence. Une fois la boîte prête, transplantez une graine germée.Tout d’abord, utilisez une spatule étroite pour creuser un trou au centre de la Rhizobox. Le trou doit avoir une profondeur de 2,5 centimètres. Placez la graine germée à l’intérieur en veillant à ce que le radical soit orienté directement vers le bas.Tracez l’emplacement de la graine sur la transparence attachée à la boîte. Couvrez la graine, puis arrosez-la avec jusqu’à 50 millilitres d’eau déionisée. Ensuite, enfermer la boîte dans son cas pour empêcher la lumière d’interagir avec les racines pendant la croissance.Prenez la boîte au cadre préparé pour elle. Placez la Rhizobox sur le cadre pour encourager la croissance vers le cadre arrière. Récupérez la boîte après tous les trois à quatre jours de croissance des plantes.Avec le boîtier enlevé, tracez les racines visibles des plantes à l’aide d’un stylo de couleur différente à chaque fois. Comme dans cet exemple, soyez cohérent et systématique pour cette étape. Remettre la boîte couverte sur son support et s’assurer qu’elle est dans son orientation d’origine.Ici, les longueurs totales des racines tracées à l’arrière de 24 Rhizoboxes sont tracées en fonction des longueurs des racines mesurées à l’aide d’un scanner et d’un logiciel informatique. Une parcelle similaire pour les motifs de racines tracées à l’avant de la boîte démontre que les racines ont augmenté préférentiellement contre le dos de la boîte. Les pentes constantes de cette parcelle du logarithme de la longueur totale des racines en fonction des jours de croissance suggèrent que les taux de croissance étaient similaires entre les différentes boîtes.Voici les données sur la densité de longueur des racines pour un génotype de maïs. La densité du patch de contrôle est plus faible que la densité de la tache traitée à l’azote. L’expérience a comparé la densité de longueur des racines pour six génotypes de maïs distincts.Dans tous les cas, la densité de longueur des racines était plus élevée dans le patch de traitement étiqueté azote 15 par rapport au patch de contrôle. Ce protocole peut être combiné avec d’autres méthodes telles que la sphygmographie ou l’hybridation in situ de florescence afin de visualiser la distribution spaciale de l’activité enzymatique ou des microbes.

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