Name: estimation of crystalline cellulose content of plant biomass using the updegraff method
Uploaded: 2021-05-15T14:00:00
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हम इस अध्ययन के आंशिक समर्थन के लिए संयंत्र और मृदा विज्ञान और कपास इंक विभाग को धन्यवाद देते हैं ।

1. प्रायोगिक तैयारी
<ol><li>सूखे पौधे की सामग्री को बारीक पाउडर में पीस लें।</li>
	<li>प्रोटीन सोल्यूबिलाइजेशन बफर (पीएसबी): 1 एम ट्रिस (पीएच 8.8), 0.5 एम एथिलेंडाइमाएंट्रेएक्टिक एसिड (ईडीटीए) (पीएच 8.0) के स्टॉक समाधान तै?...

<ol>
	<li>Somerville, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellulose+synthesis+in+higher+plants.">Cellulose synthesis in higher plants.</a> Annual Review of Cell and Developmental Biology. 22, 53-78 (2006).</li><li>Balasubramanian, V. K., Rai, K. M., Thu, S. W., Hii, M. 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B., 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=Plant+cell+walls+to+ethanol.">Plant cell walls to ethanol.</a> Biochemical Journal. 442, 241-252 (2012).</li><li>Brett, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellulose+microfibrils+in+plants:+biosynthesis,+deposition,+and+integration+into+the+cell+wall.">Cellulose microfibrils in plants: biosynthesis, deposition, and integration into the cell wall.</a> International Review of Cytology. 199, 161-199 (2000).</li><li>Li, S., 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=Cellulose+synthase+complexes+act+in+a+concerted+fashion+to+synthesize+highly+aggregated+cellulose+in+secondary+cell+walls+of+plants.">Cellulose synthase complexes act in a concerted fashion to synthesize highly aggregated cellulose in secondary cell walls of plants.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113, 11348-11353 (2016).</li><li>Polko, J. K., Kieber, J. 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+regulation+of+cellulose+biosynthesis+in+plants.">The regulation of cellulose biosynthesis in plants.</a> The Plant Cell. 31, 282-296 (2019).</li><li>Brown, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biosynthesis+of+cellulose.">The biosynthesis of cellulose.</a> Journal of Macromolecular Science, Part A. 33, 1345-1373 (1996).</li><li>Gautam, S. P., Bundela, P. S., Pandey, A. K., Jamaluddin, M. K., Sarsaiya, A., Sarsaiya, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+systematic+study+of+cellulose.">A review on systematic study of cellulose.</a> Journal of Applied and Natural Science. 2, (2010).</li><li>Coughlan, M. 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L. <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+carbohydrates+in+animal+foods+as+seven+fractions.">Determination of carbohydrates in animal foods as seven fractions.</a> Agricultural and Food Science. , 32-38 (1961).</li><li>Giger-Reverdin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+the+main+methods+of+cell+wall+estimation:+interest+and+limits+for+ruminants.">Review of the main methods of cell wall estimation: interest and limits for ruminants.</a> Animal Feed Science and Technology. 55, 295-334 (1995).</li><li>Updegraff, D. 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H. <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+dextran+with+anthrone.">Determination of dextran with anthrone.</a> Analytical Chemistry. 25, 1656-1661 (1953).</li><li>Kumar, M., Turner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protocol:+a+medium-throughput+method+for+determination+of+cellulose+content+from+single+stem+pieces+of+Arabidopsis+thaliana.">Protocol: a medium-throughput method for determination of cellulose content from single stem pieces of Arabidopsis thaliana.</a> Plant Methods. 11, 46 (2015).</li><li>Yemm, E. W., Willis, A. 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R., Chowdhury, J., Shirley, N., Little, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+plant+cell+wall:+A+complex+and+dynamic+structure+as+revealed+by+the+responses+of+genes+under+Stress+conditions.">The plant cell wall: A complex and dynamic structure as revealed by the responses of genes under Stress conditions.</a> Frontiers in Plant Science. 7, (2016).</li><li>Jiang, 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=Biomass+extraction+using+non-chlorinated+solvents+for+biocompatibility+improvement+of+polyhydroxyalkanoates.">Biomass extraction using non-chlorinated solvents for biocompatibility improvement of polyhydroxyalkanoates.</a> Polymers. 10, 731 (2018).</li><li>Li, T., 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=A+saponification+method+for+chlorophyll+removal+from+microalgae+biomass+as+oil+feedstock.">A saponification method for chlorophyll removal from microalgae biomass as oil feedstock.</a> Marine Drugs. 14, 162 (2016).</li><li>Wiltshire, K. H., Boersma, M., M&#246;ller, A., Buhtz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+pigments+and+fatty+acids+from+the+green+alga+Scenedesmus+obliquus+(Chlorophyceae).">Extraction of pigments and fatty acids from the green alga Scenedesmus obliquus (Chlorophyceae).</a> Aquatic Ecology. 34, 119-126 (2000).</li><li>Foster, C. E., Martin, T. M., Pauly, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+compositional+analysis+of+plant+cell+walls+(lignocellulosic+biomass)+part+II:+carbohydrates.">Comprehensive compositional analysis of plant cell walls (lignocellulosic biomass) part II: carbohydrates.</a> Journal of Visualized Experiments. (1837), (2010).</li><li>Haigler, C., Betancur, L., Stiff, M., Tuttle, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cotton+fiber:+a+powerful+single-cell+model+for+cell+wall+and+cellulose+research.">Cotton fiber: a powerful single-cell model for cell wall and cellulose research.</a> Frontiers in Plant Science. 3, (2012).</li><li>Spirk, S., Nypel&#246;, T., Kontturi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Editorial:+Biopolymer+thin+films+and+coatings.">Editorial: Biopolymer thin films and coatings.</a> Frontiers in Chemistry. 7, (2019).</li><li>Long, L. -. Y., Weng, Y. -. X., Wang, Y. -. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellulose+aerogels:+Synthesis,+applications,+and+prospects.">Cellulose aerogels: Synthesis, applications, and prospects.</a> Polymers. 10, 623 (2018).</li></ol>

कॉटन फाइबर कॉटनसीज से उत्पादित प्राकृतिक फाइबर होते हैं। कॉटन फाइबर एक एकल सेल है जिसमें ~ 95% सेल्यूलोज सामग्री2 है जिसमें उच्च क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री है जिसमें कपड़ा उद्योग31म?...

सेल्यूलोज सेल दीवारों का प्राथमिक लोड-असर घटक है, जो प्राथमिक और माध्यमिक कोशिका दोनों दीवारों में मौजूद है। सेल वॉल एक एक्सट्रासेलुलर मैट्रिक्स है जो पौधों की कोशिकाओं को घेरे हुए है और मुख्य रूप से सेल्यूलोज, लिग्निन, हेमीसेल्यूलोज, पेक्टिन और मैट्रिक्स प्रोटीन से बना है। लगभग एक तिहाई पौधे बायोमास सेल्यूलोज1 है और यह कोशिका विकास की शक्ति, कठोरता, दर और दिशा प्रदान करके पौधों के विकास और विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, सेल आकार रखरखाव, और बायोटिक और अजैविक तनाव से सुरक्षा। कपास फाइबर में 95% सेल्यूलोज2 सामग्री होती है, जबकि पेड़ों में पौधों की प्रजातियों और अंग प्रकार3के आधार पर 40% से 50% सेल्यूलोज होते हैं। सेल्यूलोज सेलोबीओज़ की दोहराने वाली इकाइयों से बना है, जो β-1,4 ग्लाइकोसिडिक बांड4से जुड़े ग्लूकोज अवशेषों का एक डिसाकराइड है। सेल्यूलोसिक इथेनॉल पौधे की कोशिका दीवारों में मौजूद सेल्यूलोज से प्राप्त ग्लूकोज से उत्पन्न होता है5. सेल्यूलोसिक फाइबर कई माइक्रो फिब्रिल से बना होता है जिसमें प्रत्येक माइक्रो फिब्रिल 500-15000 ग्लूकोज मोनोमर1,6के साथ कोर यूनिट के रूप में कार्य करता है। सेल्यूलोज होमोपॉलिमर प्लाज्मा झिल्ली एम्बेडेड सेल्यूलोज सिंथेस कॉम्प्लेक्स (सीएससी)1, 7द्वारा संश्लेषित कियाजाताहै। व्यक्तिगत सेल्यूलोज सिंथेस ए (सीईएसए) प्रोटीन ग्लूकन चेन और आसन्न ग्लूकन चेन को क्रिस्टलीय सेल्यूलोज1, 8बनाने के लिए हाइड्रोजन बांड से जुड़ेहोतेहैं। सेल्यूलोज दो प्रमुख रूपों, सेल्यूलोज आईα और सेल्यूलोज आई के साथ कई क्रिस्टलीय रूपों में मौजूद है क्योंकि देशी रूप9। उच्च पौधों में, सेल्यूलोज सेल्यूलोज आईए फॉर्म में मौजूद है जबकि निचले पौधे सेल्यूलोज आईα फॉर्म10,11में मौजूद हैं। कुल मिलाकर, सेल्यूलोज पौधे की कोशिका दीवारों को शक्ति और कठोरता प्रदान करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
पहली पीढ़ी के जैव ईंधन मुख्य रूप से मकई स्टार्च, गन्ना शर्करा, और चुकंदर शर्करा, जो खाद्य स्रोत हैं से उत्पादित कर रहे हैं, जबकि दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन गैर खाद्य संयंत्र बायोमास सेल दीवार सामग्री12से जैव ईंधन उत्पादन पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं । क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री का सटीक अनुमान न केवल सेल्यूलोज बायोसिंथेसिस और सेल वॉल डायनामिक्स पर मौलिक अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण है बल्कि एप्लाइड बायोफ्यूल और जैव उत्पादों के अनुसंधान के लिए भी महत्वपूर्ण है। पौधे बायोमास में सेल्यूलोज के अनुमान के लिए विभिन्न तरीकों को विकसित और अनुकूलित किया गया है, और अपडेग्रैफ विधि सेल्यूलोज अनुमान के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। सेल्यूलोज अनुमान के लिए पहली रिपोर्ट की गई विधि 190813में क्रॉस और बेवन द्वारा की गई थी। यह विधि सोडियम सल्फेट द्वारा वैकल्पिक क्लोरीनेशन और निष्कर्षण के सिद्धांत पर आधारित थी। हालांकि, क्रॉस और बेवन विधि के मूल और संशोधित प्रोटोकॉलों द्वारा प्राप्त सेल्यूलोज ने काफी मात्रा में जाइलांस और मैनन्स14के अलावा लिग्निन के छोटे अंशों को दूषित दिखाया। सेल्यूलोज अंश से लिग्निन और हेमीसेल्यूलोज को हटाने के लिए कई संशोधनों के बावजूद, क्रॉस-बेवन विधि ने सेल्यूलोज के साथ काफी मात्रा में मैनन बनाए रखा। बाद में, कुर्श्नर की विधि को सेल्यूलोज15निकालने के लिए नाइट्रिक एसिड और इथेनॉल को नियोजित करके विकसित किया गया था। इस विधि में कहा गया है कि कुल लिग्निन और 75% पेंटोसेंट को हटा दिया गया था लेकिन सही सेल्यूलोज परिणाम क्रॉस और बेवन की क्लोरीनेशन विधि द्वारा अनुमानित समान थे। सेल्यूलोज16निकालने के लिए मेथनॉल-बेंजीन, सोडियम सल्फेट और सोडियम हाइपोक्लोराइट को नियोजित करके एक और विधि (नॉर्मन और जेनकिंस) विकसित की गई थी। इस विधि ने लिग्निन के कुछ अंश को भी बनाए रखा (3%) और पेंटोसेंट की महत्वपूर्ण मात्रा सेल्यूलोज के सटीक अनुमान में अग्रणी है। बाद में, किसेल और सेमगनोवस्की ने 80% केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करके सेल्यूलोज को हाइड्रोलाइज करने के लिए एक अलग दृष्टिकोण का उपयोग किया, और बर्ट्रेंड की विधि17द्वारा हाइड्रोलिज्ड कम शर्करा का अनुमान लगाया गया था। दो तरीकों, वाकमैन और स्टीवंस18 और सालो14, 19 जो किसेल और सेमीगनोवस्की की विधि के आधार पर विकसित किए गए थे, पहले के तरीकों की तुलना में 4-5% कम सेल्यूलोज सामग्री भी मिली20।
अपडेग्रैफ विधि क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री के अनुमान के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। इस विधि को सबसे पहले उपदेग्रैफ ने 196921में सेल्यूलोज के मापन के लिए वर्णित किया था । अपडेग्रैफ विधि कुछ संशोधनों के साथ कुर्श्नर विधि (नाइट्रिक एसिड का उपयोग), किसेल और सेमिनोस्की विधियों (सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करके ग्लूकोज मोनोमर में सेल्यूलोज का हाइड्रोलिसिस) और ग्लूकोज और क्रिस्टलीय सेल्यूलोस सामग्री22के सरल रंगमेट्रिक अनुमान के लिए विलेस और सिल्वरमैन की एथ्रोन परख को एकीकृत करती है। इस विधि का सिद्धांत समरूप पौधे के ऊतकों से हेमीसेल्यूलोज और लिग्निन को खत्म करने के लिए एसिटिक एसिड और नाइट्रिक एसिड (अपडेग्रैफ रिएजेंट) का उपयोग है, जो आगे के प्रसंस्करण और अनुमान15के लिए एसिटिक/नाइट्रिक एसिड प्रतिरोधी सेल्यूलोज छोड़ देता है। एसिटिक/नाइट्रिक एसिड प्रतिरोधी सेल्यूलोज का इलाज 67% सल्फ्यूरिक एसिड से किया जाता है ताकि सेल्यूलोज को ग्लूकोज मोनोमर में तोड़ दिया जा सके और जारी ग्लूकोज मोनोमर का अनुमान21, 23 को 21,23से किया जाता है । मूल अपडेग्रैफ विधि के कई संशोधनों का उपयोग प्रक्रिया को सरल बनाने और24को परख द्वारा सेल्यूलोज अनुमान को सरल बनाने के लिए किया गया था। मोटे तौर पर इस विधि को पांच चरणों में बांटा जा सकता है। पहले चरण में पौधे की सामग्री तैयार की जाती है। दूसरे चरण में, क्रूड सेल दीवार को कुल बायोमास से अलग किया जाता है, क्योंकि सेल्यूलोज पौधे सेल दीवारों का प्रमुख घटक है। बाद में, तीसरे चरण में, सेल्यूलोज को अपडेग्रैफ रिएजेंट के साथ इलाज करके गैर-सेल्यूलोसिक सेल वॉल घटकों से अलग किया जाता है। चौथे चरण में एसिटिक/नाइट्रिक एसिड प्रतिरोधी सेल्यूलोज को सल्फ्यूरिक एसिड ट्रीटमेंट से ग्लूकोज मोनोमर में तोड़ दिया जाता है। सेल्यूलोज के सल्फ्यूरिक एसिड उपचार के परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड के साथ ग्लूकोज मोनोमर की प्रतिक्रिया से 5-हाइड्रोक्सीमिथाइलफ्यूरल यौगिकों का गठन होता है। अंत में, अंतिम चरण में, एंथ्रोन पिछले चरण25में उत्पन्न फरफ्यूरल यौगिक के साथ उबलते हुए एक हरे नीले रंग का परिसर उत्पन्न करता है। इस अत्यावन आधारित रंगीन विधि का उपयोग पहली बार ड्रेवुड द्वारा 1 9 42 में किया गया था। एंथ्रोन एक डाई है जो अम्लीय परिस्थितियों में पेंटोज और हेक्सोस निर्जलित उत्पादों जैसे 5-हाइड्रोक्सीमिथाइलफुरल के फर्फुरल यौगिकों की पहचान करती है। हेक्सोस के साथ प्रतिक्रिया पेंटोस25की तुलना में एक तीव्र रंग और बेहतर प्रतिक्रिया पैदा करती है। बाउंड ग्लूकोज की मात्रा 620 एनएम पर स्पेक्ट्रोफोटोमीटर अवशोषण द्वारा मापी जाती है और हरे नीले परिसर की तीव्रता सीधे नमूने में चीनी की मात्रा के आनुपातिक होती है। मापा अवशोषण मूल्यों के नमूने के ग्लूकोज एकाग्रता की गणना करने के लिए एक ग्लूकोज मानक वक्र प्रतिगमन लाइन के साथ तुलना की गई । मापा ग्लूकोज सामग्री संयंत्र बायोमास के सेल्यूलोज सामग्री का अनुमान लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया था।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A18-500</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anthrone</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>90-44-8</td>
			<td>For colorimetric assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5424</td>
			<td>For centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>67-66-3</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>6381-92-6</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>EM-EX0276-4S</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>1004-090</td>
			<td>Positive control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glacial acetic acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>SKU A6283</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat block/ ThermoMixer F1.5</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>13527550</td>
			<td>For controlled temperatures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>150152633</td>
			<td>Used for drying plant sample</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Measuring Scale</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>30243386</td>
			<td>For specific quantities</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol 100 %</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A412-500</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate (96 well)</td>
			<td>Evergreen Scientific</td>
			<td>222-8030-01F</td>
			<td>For anthrone assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>695041</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene Microvials (2 mL) / screw capped tubes</td>
			<td>BioSpec Products</td>
			<td>10831</td>
			<td>For high temperatures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrophotometer(Multimode Detector)</td>
			<td>Beckmancoulter DTX880</td>
			<td>1000814</td>
			<td>For measuring absorbances</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spex SamplePrep 6870 Freezer / Mill</td>
			<td>Spex Sample Prep</td>
			<td>68-701-15</td>
			<td>For grinding plant tissues into fine powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulphuric acid</td>
			<td>J.T.Baker</td>
			<td>02-004-382</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dodecyl sulfate (SDS)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>151-21-3</td>
			<td>Used in the PSB buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubes (2 mL)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-408-138</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris Hydrochloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>&#160;1185-53-1</td>
			<td>Used in the PSB buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrapure distilled water</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10977</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum dryer (vacufuge plus)</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22820001</td>
			<td>For drying samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex mixer</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>14-955-151</td>
			<td>For mixing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waterbath</td>
			<td>Thermoscientific</td>
			<td>TSGP02PM05</td>
			<td>For temperature controlled conditions at specific steps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weighing Paper</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>09-898-12A</td>
			<td>Used in the protocol</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

estimation of crystalline cellulose content of plant biomass using the updegraff method

प्रकाश संश्लेषण और सेल दीवारों के मुख्य लोड-असर घटक द्वारा उत्पन्न पृथ्वी पर सेल्यूलोज सबसे प्रचुर मात्रा में बहुलक है। सेल वॉल कोशिका विकास की ताकत, कठोरता, दर और दिशा प्रदान करके पौधों के विकास और विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, सेल आकार रखरखाव, और जैव और अजैविक तनाव से सुरक्षा। सेल वॉल मुख्य रूप से सेल्यूलोज, लिग्निन, हेमीसेल्यूलोज और पेक्टिन से बना है। हाल ही में संयंत्र सेल दीवारों दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन और जैव ऊर्जा उत्पादन के लिए लक्षित किया गया है । विशेष रूप से, संयंत्र सेल दीवार के सेल्यूलोज घटक का उपयोग सेल्यूलोसिक इथेनॉल के उत्पादन के लिए किया जाता है। बायोमास की सेल्यूलोज सामग्री का आकलन मौलिक और अनुप्रयुक्त सेल दीवार अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण है। अपडेग्रैफ विधि पौधे बायोमास की क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री के अनुमान के लिए सरल, मजबूत और सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। उपरेफ्रीफ रिएजेंट के साथ उपचार पर अल्कोहल अघुलनशील क्रूड सेल दीवार अंश हेमीसेल्यूलोज और लिग्निन अंशों को समाप्त करता है। बाद में, अपडेग्रैफ रिएजेंट प्रतिरोधी सेल्यूलोज अंश को मोनोमेरिक ग्लूकोज इकाइयों में सेल्यूलोज होमोपॉलिमर को हाइड्रोलीज़ करने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड उपचार के अधीन किया जाता है। ग्लूकोज की विभिन्न सांद्रता का उपयोग करके एक प्रतिगमन रेखा विकसित की जाती है और प्रयोगात्मक नमूनों में सेल्यूलोज हाइड्रोलिसिस पर जारी ग्लूकोज की मात्रा का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है। अंत में, सेल्यूलोज सामग्री कोलोरिमेट्रिक एंथ्रोन परख द्वारा ग्लूकोज मोनोमर की मात्रा के आधार पर अनुमानित है।

इस अध्ययन के लिए ग्रीन हाउस में उगाए जाने वाले कपास के पौधों का चयन किया गया। सेल्यूलोज सामग्री के तुलनात्मक विश्लेषण के लिए कपास की दो अलग-अलग प्रायोगिक लाइनों का चयन किया गया था। प्रत्येक प्रायोगिक ?...

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

अपडेग्रैफ विधि सेल्यूलोज अनुमान के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। इस प्रदर्शन का मुख्य उद्देश्य संयंत्र बायोमास नमूनों में सेल्यूलोज सामग्री के अनुमान के लिए एक विस्तृत Updegraff प्रोटोकॉल प्रदान करना है।

अपडेग्रैफ विधि का उपयोग करके प्लांट बायोमास की क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री का अनुमान

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

यहां, हम क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री के अनुमान के लिए दुनिया की सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि Updegraff विधि का प्रदर्शन करते हैं। सेल्यूलोज मूल रूप से बीटा-1, 4 ग्लाइकोसिडिक बांड से जुड़े ग्लूकोज मोनोमर से बना है। हमने इस प्रोटोकॉल को पांच चरणों में बांटा।पहले चरण में, हम पौधे बायोमास सामग्री तैयार करते हैं। दूसरे चरण में हम क्रूड सेल वॉल निकालते हैं। तीसरे चरण में, हम अपडेग्रैफ उपचार का उपयोग करते हैं जिसमें अपडेग्रैफ एसिटिक एसिड और नाइट्रिक एसिड से बना होता है जो हमारे नमूनों से हेमीसेल्यूलोज और लिग्निन को हटाने में मदद करता है।चौथे चरण में, हम इसे सल्फ्यूरिक एसिड की मदद से एसिड हाइड्रोलिसिस के अधीन करते हैं जो ग्लूकोज मोनोमर पैदा करता है। अंत में, पांचवें चरण में, हम क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री का अनुमान लगाने के लिए एंथ्रोन परख का उपयोग करते हैं। ग्रीनहाउस से पौधे की सामग्री को इकट्ठा करें, उन्हें पानी से अच्छी तरह धोएं, दो दिनों के लिए हवा सूखी, ऊतक को अलग करें और ऊतक को व्यक्तिगत रूप से लेबल किए गए कंटेनरों में स्थानांतरित करें और इनक्यूबेटर में 10 दिनों के लिए 49 डिग्री सेंटीग्रेड पर करें।फिर अंत में, कैंची या ब्लेड का उपयोग कर टुकड़ों में काट लें। ऊतक फ्रीज और एक समान पाउडर में ठीक पीसने के लिए मोर्टार और मूसल में लोड या वैकल्पिक रूप से फ्रीजर का उपयोग करें/ यहां, हम फ्रीजर/मिल का उपयोग कर प्रदर्शित करता है, तो हम इन पीसने शीशियों में हमारे ऊतकों के नमूनों लोड और उंहें फ्रीजर में जगह/टिश्यू पाउडर फाल्कन ट्यूब में एकत्र किया जाता है जैसा कि यहां दिखाया गया है। टिश्यू पाउडर का 20 मिलीग्राम वजन और एक पूर्व तौला दो एमएल ट्यूब में स्थानांतरित। प्रोटीन को दूर करने के लिए प्रोटीन घुलनशीलता बफर का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त।पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। सुपरनेट को त्याग दें। इस स्टेप को दो बार और दोहराएं।बरकरार गोली में बाँझ पानी का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त। पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। इस स्टेप को दो बार और दोहराएं।बनाए गए गोली में 70% इथेनॉल का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त। एक घंटे के लिए एक साथ मिलाते हुए एक पूर्व गरम 70 डिग्री सेंटीग्रेड ब्लॉक में स्थानांतरित करें। एक घंटे की इनक्यूबेशन के बाद पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज करें ।इस कदम को एक बार और दोहराएं। सहेजे गए गोली के लिए, 100% मिथाइलोन का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त। पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज।क्लोरोफॉर्म मेथनॉल का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त। पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। सुपरनेट को त्यागें और एसीटोन का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त।पांच मिनट के लिए कमरे के तापमान पर इनक्यूबेट। पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। सुपरनेट को फिर से त्यागें और हवा उन्हें रात भर 37 डिग्री सेंटीग्रेड पर सुखा देती है या वैक्यूम सुखाने से जारी रहती है।अपने नमूनों को वैक्यूम ड्रायर में लोड करें और हवा दो से तीन घंटे तक सूखी या जब तक गोली पूरी तरह से सूखी न हो जाए। पिछले चरण से प्राप्त सेल दीवार निकालने के पांच मिलीग्राम वजन। एक दो एमएल स्क्रू कैप ट्यूब में स्थानांतरित करें।इसके अलावा इस बिंदु पर सकारात्मक नियंत्रण शामिल हैं। उस उद्देश्य के लिए Whatman फिल्टर कागज के दो मिलीग्राम का प्रयोग करें। एक दो एमएल स्क्रू कैप ट्यूब में स्थानांतरित करें।प्रत्येक तौला सेल दीवार निकालने के लिए Updegraff अभिकर् चर के 1.5 एमएल जोड़ें। भंवर और 30 मिनट के लिए एक पूर्व गरम ब्लॉक में १०० डिग्री सेंटीग्रेड पर इनक्यूबेट । इनक्यूबेशन 30 मिनट के बाद, एक रैक में स्थानांतरित करें।इसे 10 मिनट के लिए बेंच पर ठंडा होने दें। 10 मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। पैलेट को बिना परेशान किए ही सुपरनेट को छोड़ दें।बाँझ पानी का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त। 10 मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। सुपरनेट के 500 माइक्रोलीटर को त्यागें।एसीटोन का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त। पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। सुपरनेटेंट का एक एमएल त्यागें।एसीटोन का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त। पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। सुपरनेट को पूरी तरह से त्याग दें।एसीटोन का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त। पांच मिनट के लिए 15, 000 आरपीएम पर सेंट्रलाइज। सुपरनेट को त्याग दें।रात भर 37 डिग्री सेंटीग्रेड पर सूखी। एक रात के इनक्यूबेशन के बाद, एक रैक में स्थानांतरित करें। 67% सल्फ्यूरिक एसिड का एक एमएल जोड़ें। वातावर्त।एक साथ मिलाते हुए एक घंटे के लिए 25 डिग्री सेंटीग्रेड पर इनक्यूबेट । एक घंटे की इनक्यूबेशन के बाद, सुनिश्चित करें कि गोली पूरी तरह से भंग हो गई है। रैक में स्थानांतरित करें।यह सेल्यूलोज निष्कर्षण का अंतिम चरण है। अब सैंपल कमजोर करने की तैयारी है। नमूना कमजोर पड़ने के लिए, पिछले चरण से प्रत्येक नमूने के 10 माइक्रोलीटर का उपयोग करें और बाँझ पानी के 490 माइक्रोलीटर जोड़ें।सभी प्रायोगिक नमूनों के लिए इसे दोहराएं। ग्लूकोज मानक वक्र तैयारी के लिए, एक मिलीग्राम प्रति एमएल ग्लूकोज का एक ताजा स्टॉक तैयार करें और 20 माइक्रोलीटर वेतन वृद्धि में एक मिलीग्राम प्रति एमएल ग्लूकोज जोड़कर शून्य माइक्रोग्राम से 200 माइक्रोग्राम सांद्रता तैयार करें और अंतिम मात्रा को बाँझ पानी के साथ एक एमएल तक बनाएं। एक स्क्रू कैप ट्यूब में प्रत्येक तैयार मानक के 500 माइक्रोलीटर लें और एक एमएल 0.2% एंथ्रोन जोड़ें।और अब नमूने एंथ्रोन परख के लिए तैयार हैं। हौसले से तैयार ththrone का एक एमएल जोड़ें। भंवर और बर्फ में स्थानांतरित करके तुरंत मिलाएं।सभी मानकों और नमूनों के लिए एक ही तरह से दोहराएं। फिर 10 मिनट के लिए एक पूर्व गरम 100 डिग्री सेंटीग्रेड ब्लॉक में स्थानांतरित करें। इनक्यूबेशन 10 मिनट के बाद, बर्फ में स्थानांतरित करें और बर्फ पर पांच मिनट के लिए इनक्यूबेट करें।इनक्यूबेशन के बाद, तीन प्रतिकृति में प्रत्येक नमूने के 200 माइक्रोलीटर लें। एक ही तरह से दोनों मानकों और नमूनों के लिए दोहराएं। और एक भरी हुई ९६-अच्छी प्लेट एक मल्टीमोड डिटेक्टर में भरी हुई थी ।स्मार्ट मैक्स प्रो प्रोग्राम का उपयोग करके, हम 620 नैनोमीटर पर फ़िल्टर सेटिंग सेट करते हैं। प्लेट टाइप टू 96-वेल टाइप। सभी पढ़ने वाले क्षेत्र का चयन करें।ओके पर क्लिक करें। पढ़ना। थाली पढ़ें। आप दोनों मानकों और नमूनों की अवशोषण रीडिंग प्राप्त करते हैं, जिसे सेल्यूलोज सामग्री के आगे विश्लेषण और अनुमान के लिए एक्सेल शीट में एकत्र किया जाएगा।ग्लूकोज मानक वक्र एक्स-एक्सिस पर माइक्रोग्राम प्रति एमएल में ग्लूकोज सांद्रता और वाई-एक्सिस पर 620 नैनोमीटर पर संबंधित एकाग्रता के सामान्यीकृत अवशोषण मूल्यों का उपयोग करके तैयार किया जाता है। हमें प्लॉट किए गए स्कैटर ग्राफ में एम और सी मूल्यों के साथ प्रतिगमन रेखा मिलती है जो हम नमूना क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री का अनुमान लगाने के लिए उपयोग करते हैं। पहले कदम में, हम ६२० नैनोमीटर पर आयुध डिपो मूल्यों का औसत ।और फिर हमने खाली मूल्य को घटाकर डेटा को सामान्य किया। हम फॉर्मूला एक्स का उपयोग करके ग्लूकोज एकाग्रता की गणना करते हैं, ओडी माइनस सी/एम के बराबर है जहां हम मानक वक्र में प्रतिगमन रेखा के पिछले चरण से सी और एम मूल्यों में प्लग करते हैं। चूंकि कुल मात्रा है कि ththrone परख के लिए इस्तेमाल किया गया था ५०० माइक्रोलीटर है, हम इसे कमजोर पड़ने कारक दो द्वारा विभाजित ।चूंकि नमूना मात्रा का उपयोग किया गया था केवल 10 माइक्रोलीटर था, इसलिए हम ग्लूकोज की माइक्रोस प्रति माइक्रोलीटर एकाग्रता प्राप्त करने के लिए 10 से विभाजित करेंगे जो एमजी प्रति एमएल एकाग्रता के बराबर है। और फिर हमने नमी कारक 1.11 का उपयोग किया जो इस प्रक्रिया में नमी लाभ है। और अंत में, हम इसे सेल वॉल वजन के साथ विभाजित करके प्रतिशत क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री की गणना करते हैं, जो पांच मिलीग्राम के करीब है, और प्रतिशत प्राप्त करने के लिए 100 से गुणा करता है।फिर हमने व्यक्तिगत नमूनों के लिए मूल्य प्राप्त करने के लिए तीन जैविक प्रतिकृति की क्रिस्टलीय सेल्यूलोज सामग्री का औसत किया, जिसकी तुलना तीन जैविक प्रतिकृति के एक अन्य प्रयोगात्मक लाइन औसत के खिलाफ की जाएगी। और टी-टेस्ट का उपयोग उनके महत्व के स्तर को परखने के लिए किया जा सकता है। यहां तालिका ए में, हम 620 नैनोमीटर पर एकाग्रता और संबंधित ओडी के टेबल मूल्यों को दिखाते हैं, जिसका उपयोग दो प्रयोगात्मक लाइनों के बीच सेल्यूलोज सामग्री मतभेदों को प्राप्त करने के लिए सी में उपयोग किए जाने वाले मीटर और सी मूल्यों के साथ एक स्कैटर ग्राफ और प्रतिगमन रेखा को प्लॉट करने के लिए किया जाता था।अंत में, दोनों नमूनों सेल्यूलोज मतभेद दिखाते हैं। देखने के लिए धन्यवाद।

Research

JoVE Journal

Environment

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

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मक्का और टेओसिंते लाइनों पर Ustilago maydis की रोगजनकता का आकलन करने के लिए एक त्वरित और कुशल विधि

Maize is a major cereal crop worldwide. However, susceptibility to biotrophic pathogens is the primary constraint to increasing productivity. U. maydis is ...

Single-plant, Sterile Microcosms for Nodulation and Growth of the Legume Plant Medicago truncatula with the Rhizobial Symbiont Sinorhizobium meliloti

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गिरहदार और फली संयंत्र के विकास के लिए एकल संयंत्र, बाँझ लघु<em&gt; Medicago truncatula</em&gt; Rhizobial Symbiont साथ<em&gt; Sinorhizobium meliloti</em

Rhizobial  bacteria form symbiotic, nitrogen-fixing nodules on the roots of compatible host  legume plants.  One  of the most well-developed model systems ...

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

कम लागत वाली ईओण का तरल पदार्थ के साथ Lignocellulosic बायोमास की pretreatment

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

Ammonia Fiber Expansion (AFEX) Pretreatment of Lignocellulosic Biomass

Ammonia Fiber Expansion AFEX Pretreatment of Lignocellulosic Biomass

अमोनिया फाइबर विस्तार (AFEX) लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास का प्रीट्रीटमेंट

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A Novel Method for the Pentosan Analysis Present in Jute Biomass and Its Conversion into Sugar Monomers Using Acidic Ionic Liquid

Pentosan के लिए एक उपंयास विधि जूट बायोमास में मौजूद विश्लेषण और चीनी मोनोमर अम्लीय ईओण तरल का उपयोग कर में अपने रूपांतरण

Recently, ionic liquids (ILs) are used for biomass valorization into valuable chemicals because of their remarkable properties such as thermal stability, ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

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संयंत्र संक्रमण परीक्षण: स्प्रे और संयंत्र रोगज़नक़ Magnaporthe Grisea के साथ घाव मध्यस्थता टीका

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संयंत्र घुलनशील प्रोटीन और सुपाच्य कार्बोहाइड्रेट सामग्री को बढ़ाता है, एक अनुकरणीय के रूप में मकई (Zea mays) का उपयोग

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This report described sample preparation methods that scanning and transmission electron microscope observations, demonstrated by preparing appendages of ...