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

Författarna vill erkänna anonym granskare för deras feedback, samt J.C. Cahill och Tan Bao för inledande vägledning på att utveckla rhizobox protokollet. Finansieringen tillhandahölls av Stiftelsen för livsmedel och jordbruk forskning, oss avdelning av jordbruk (USDA) nationella institutet för livsmedel och jordbruk, jordbruks Experiment Station projektet CA-D-PLS-2332-H, till A.G. och vid UC Davis institutionen av växten Vetenskaper genom ett stipendium till J.S.

1. beredning av främre och bakre paneler och distanser
<ol><li>Förbereda de främre och bakre panelerna.<ol>
<li>Kapade två bitar av tydliga 0,635 cm tjock akryl till 40,5 cm bred 61 cm lång per låda eller köpa färdigskurna bitar (se Tabell för material).</li>
		<li>Med en borr utformad för akryl, borra hål 0,635 cm i diameter 1,3 cm från kanterna på 2,5, 19, 38 och 53,3 cm från toppen. Borra hål 1,3 cm från nederkanten på 2,5, 20,3 och 38 cm på vänster sida (figu...

<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 som beskrivs i detta protokoll kan användas för att besvara varierade frågor i rot och odlingsbädden vetenskap och har hittat olika använder någon annanstans10,20,21,22,23 , 24 , 25. andra forskare har fångat time-lapse bilder rhizoboxes21,<...

Även om ofta förbises jämfört med deras aboveground motsvarigheter, rötter spelar en avgörande roll i växten näringsämne förvärv. Tanke på den betydande kol kostnaden av roten uppbyggnad och underhåll, har växter utvecklats mekanismer för att utveckla rötter endast där födosök är värt investeringen. Rotsystem kan därmed effektivt och dynamiskt gruva resurs fläckar av frodas i hotspots, upregulating priser upptag och snabbt translocating näringsämnen till floem för ytterligare transporter1. Plasticitet Svaren kan variera bland växt arter eller genotyper2,3 och beroende på vilken kemisk form av näringsämnen inblandade4,5. Variation i roten plasticitet bör undersökas ytterligare, som förstå komplexa rot Svaren till heterogena markresurserna kunde informera avel och strategier att öka näringsämnen användning effektivitet i jordbruket.
Trots dess nödvändighet och betydelse för förståelse växt system innebär visualisera och kvantifiera rot plasticitet på relevanta skalor tekniska utmaningar. Gräva upp roten kronan från marken (”shovelomics”6) är en vanlig metod, men fina rötter utnyttja små porer mellan jord aggregat och utgrävning oundvikligen leder till viss grad av förlust av dessa ömtåliga rötter. Dessutom gör destruktiva skörd det omöjligt att följa förändringar i ett rotsystem över tid. In situ bildmedicinska metoder såsom röntgen beräknas tomografi tillåta direkt visualisering av rötter och markresurserna på hög rumslig upplösning7, men är dyra och kräver specialutrustning. Hydroponiska experiment undvika problemen med att utvinna rötter från marken, men roten morfologi och arkitektur skiljer sig i vattenmedium jämfört med de mekaniska begränsningar och biofysiska komplexitet jordar8,9. Slutligen kan inte odlingsbädden processer och funktioner integreras med utvecklingsmässiga plasticitet i dessa konstgjorda media.
Vi presenterar ett protokoll för konstruktion och användning av rhizoboxes (smala, rensa dubbelsidig rektangulär behållare) som en låg kostnad, anpassningsbara metod att karakterisera rottillväxt i jord över tid. Specialdesignade ramar uppmuntra rötter att växa företrädesvis mot baksidan på grund av gravitropism, öka noggrannheten av roten längd mätningar. Rhizoboxes används vanligen för att studera rottillväxt och odlingsbädden interaktioner10,11,12, men metoden presenteras här erbjuder en fördel i enkelhet med sin singel-fack design och billig material, och syftar till att studera rot Svaren till lokaliserade näringsämnen. Metoden kan dock också anpassas att studera en rad andra rot och odlingsbädden processer såsom intra/SAR konkurrens, rumslig distribution av kemiska föreningar, mikrober eller enzymaktivitet. Här, undersöker vi genotypisk skillnader bland majshybrider svar till fläckar av 15N-märkt baljväxter rester och höjdpunkten representativa resultat att validera 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

Rötterna är notoriskt svåra att studera. Marken är både visuella och mekaniska hinder, vilket gör det svårt att spåra rötter i situ utan destruktiva skörd eller dyr utrustning. Vi presenterar en anpassningsbar och prisvärd rhizobox metod som tillåter icke-förstörande visualisering av rottillväxt över tid och är särskilt väl lämpad att studera rot plasticitet i svar till lokaliserade resurs patchar. Metoden validerades genom att bedöma majs genotypisk variation i plasticitet Svaren till patchar som innehåller 15N-märkt baljväxter rester. Metoder beskrivs att erhålla representativa utvecklingsmässiga mätningar över tid, mäta rot längd täthet i resurs-innehållande och kontroll fläckar, beräkna roten tillväxttakt och avgöra 15N återhämtning av växternas rötter och skott. Fördelar, varningar och potentiella framtida tillämpningar av metoden diskuteras också. Men var noga med att säkerställa att experimentella förhållanden inte bias rot tillväxtdata, ger protokollet rhizobox presenteras här tillförlitliga resultat om genomförts med tillräcklig uppmärksamhet på Detaljer.

Rötter växte företrädesvis mot baksidan av rutan, som väntat. Totalt spåras rot längd på baksidan av rutan varierade från 400 till 1 956 cm, jämfört med 93-758 cm på framsidan av lådan. Parvisa Pearson korrelationskoefficienter beräknades mellan skannade rot längd och spårade rot längd på framsidan av lådan, baksidan av rutan och summan av fram- och baksidan användes för att avgöra huruvida spårning korrekt återspeglas totala rot längd (n = 23, som anläggningen i...

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

Ett optimerat Rhizobox protokoll att visualisera rottillväxt och lyhördhet för lokaliserade näringsämnen

Visualisera och mätning rot tillväxt i situ är extremt utmanande. Vi presenterar en anpassningsbar rhizobox metod för att spåra rotutveckling och spridning över tid i Svaren till näringsberikande. Denna metod används för att analysera majs genotypisk skillnader i roten plasticitet som svar på en organiskt kväve källa.

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

Denna metod kan hjälpa till att besvara viktiga frågor inom området Root och Rhizosphere Science, till exempel hur rötter reagerar på lokaliserade fläckar av näringsämnen. De största fördelarna med denna teknik är att det tillåter upprepade, icke-invasiva mätningar av ett enda rotsystem i jord, men det kräver inte specialiserad utrustning och det är relativt billigt. Samla delarna till Rhizoboxen för montering.Dessa inkluderar front och bakpaneler gjorda av klar akryl ca 40 centimeter med 61 centimeter. Vid denna punkt finns det sido- och bottenrymdare ovanpå bakpanelen. Distanserna är i linje med tidigare borrade hål i panelerna.Skär en längd av polyester stoppning att gå längs botten av Rhizobox. Lägg stoppningen på bakpanelen direkt ovanför bottens mellansteget för att förhindra att det läcker. Sätt den övre panelen i position på distanserna för att hålla stoppningen på plats.Nu få hårdvara för att montera Rhizobox. Använd en skruv, två brickor, och hex mutter för vart och ett av de borrade hålen. Placera en bricka på frontpanelen och dra åt skruven genom den till bakpanelen.En till bricka och hexnöten. För att undvika jordförlust, se till att alla skruvarna är mycket snäva. Skapa också två distanser för att bilda behandlings- och kontrollplåstren.Gör dem med hög densitet polyeten ark och säkra en skruv i toppen för att endast tillåta partiell insättning. För lätt deprivation och värmereducering, förbereda ett skyddande fall som kan innesluta lådan. Slutligen, bygga en ram för att uppmuntra rötter att växa mot bakpanelen.Denna PVC-ram håller lådan i en vinkel på cirka 55 grader. Ha redo en homogeniserad blandning av fältjord och sand. Börja med en stor påse som innehåller substrat blandningen för varje Rhizobox.Märk två små ziptop påsar per låda för behandlings- och kontrollplåstren. Använd en skala och väg 30 gram av jordsandsubstratet. Överför underlaget i kontrollpåsen.På samma sätt, tillsätt 30 gram substrat till behandlingspåsen. Väg sedan ett gram kväve 15 märkta kvävekälla och lägga till den i behandlingspåsen. Blanda underlaget och kvävekällan noggrant.Arbeta med en Rhizobox och det är patch spacers. Sätt in de två distanserna i Rhizobox tills skruven förhindrar ytterligare rörelse. Markera djupet av bottenkanten på distanserna på sidan av Rhizobox.Ta sedan bort distanserna för nästa steg. Med hjälp av en tratt fyller du Rhizoboxen från den stora påsen med substrat till det markerade djupet. Flytta tratten fram och tillbaka långsamt och jämnt för att fylla Rhizoboxen enhetligt.När substratet är på det markerade djupet, lägg distanserna i lådan. De bör vara fem centimeter från vänster och höger sida av lådan. Fortsätt fylla lådan tills substratet är cirka fem centimeter från toppen av lådan.Därefter ordna för långsam bevattning av substratet i lådan med 150 milliliter vatten med dropputsläpp eller för hand. Låt det vila flera timmar eller över natten så att vattnet sprider sig och området runt varje distans är ordentligt våt. Vid denna punkt, ta bort distanser för att lämna en tom hålighet för plåstren.Nu, band öppenhet film på utsidan av lådan. Använd genomskinligheten för att märka ett plåster som behandling och det andra som kontroll. Använd sedan tratten och det förberedda kontrollsubstratet för att fylla kontrollplåstret.Detta är den märkta kontrolllappen efter att den har fyllts. Gå vidare för att fylla behandlingsplåstret med det förberedda behandlingssubstratet på samma sätt. När du är klar, använd en permanent markör för att spåra gränsen för varje patch på öppenhet film.Fyll därefter Rhizobox jämnt med det återstående substratet från den stora påsen. Avsluta med att spåra underlagets överkant på transparensen. När lådan är klar, transplantera en grodd frö.Använd först en smal spatel för att gräva ett hål i mitten av Rhizobox. Hålet ska vara 2,5 centimeter djupt. Placera grodda frö inuti se till att radikalen är orienterad direkt nedåt.Spåra var utsädet finns på den genomskinlighet som är fäst på lådan. Täck utsädet, sedan vattna den med upp till 50 milliliter av avjoniserat vatten. Därefter omsluter rutan i sitt fall för att förhindra ljus från att interagera med rötterna under tillväxt.Ta lådan till ramen förberedd för det. Placera Rhizobox på ramen för att uppmuntra tillväxt mot den bakre ramen. Hämta lådan efter var tredje till fyra dagars växttillväxt.Med fallet bort, spåra växterna synliga rötter genom att använda en annan färg penna varje gång. Som i detta exempel, vara konsekvent och systematisk för detta steg. Återför den täckta lådan till sitt stativ och se till att den är i sin ursprungliga orientering.Här är de totala rotlängderna av de spårade rötterna på baksidan av 24 Rhizoboxes ritas mot rotlängder som mäts med hjälp av en skanner och datorprogramvara. En liknande tomt för spårade rotmönster på framsidan av lådan visar rötterna växte företrädesvis mot baksidan av lådan. Den konsekventa sluttningar i denna tomt av logaritmen av den totala rotlängd som en funktion av dagar av tillväxt tyder på tillväxttakten var liknande mellan de olika rutorna.Här finns data för rotlängdstäthet för en majs genotyp. Densiteten för kontrollplåstret är mindre än densiteten för det kvävebehandlade plåstret. I experimentet jämfördes rotlängdstätheten för sex separata majs genotyper.I samtliga fall var rotlängdstätheten större i kvävet 15 märkt behandlingsplåstret kontra kontrollplåstret. Detta protokoll kan kombineras med andra metoder såsom sfygmografi eller florescence in situ hybridisering i syfte att visualisera spacial fördelningen av enzym aktivitet eller mikrober.

Research

JoVE Journal

Environment

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

Optimera Rökgas inställningar för att främja Mikroalger Tillväxten i Photobioreactors via datorsimuleringar

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

Optimerad Negativ Färgning: a hög kapacitet protokoll för prövningen Liten och Asymmetric Protein Structure genom 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

Ett protokoll för Genomföra Regn simulering för att studera mark Avrinning

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

Att mäta flöden av mineralnäringsämnen och gifter i Växter med radioaktiva markörer

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

An Optimized Enrichment Technique for the Isolation of Arthrobacter Bacteriophage Species from Soil Sample Isolates

An Optimized Enrichment Technique for the Isolation of Arthrobacter Bacteriophage Species from Soil Sample Isolates

En optimerad anrikningsteknik för isolering av<em&gt; Arthrobacter</em&gt; Bacteriophage Arter från jordprov Isolerar

Bacteriophage isolation from environmental samples has been performed for decades using principles set forth by pioneers in microbiology. The isolation of ...

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

Bentiska Utbyte av O<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub&gt; och upplösta näringsämnen med små kärn 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 av en järn (II) -rik Precambrian Marine uppvällningsområdet att utforska tillväxt av foto 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 Grävning för kopplade Hydrologiska, geokemiska och mikrobiologiska undersökningar

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 invikta Thermogradient tabell att kontrollera Jord Temperaturer för att utvärdera Växternas tillväxt och övervakning mark

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 till Screen Deterrent Chemistries för honungsbinnar

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