autor: Botanical Society of America
rostliny nemohou utéct, aby se vyhnuly konzumaci, takže místo toho používají různé chemické obrany, aby udrželi býložravce na uzdě. Porozumění chemické obraně rostlin je zásadní pro udržení zdravých plodin, a pro zodpovězení řady akademičtějších otázek týkajících se ekologie a evoluce. Současné techniky pro hodnocení chemické obrany rostlin jsou však časově náročné a vyžadují neprakticky velké množství rostlinné tkáně. Ve výzkumu prezentovaném v nedávném čísle aplikací ve vědách o rostlinách, Dr. Chandra Jack a jeho kolegové vymysleli novou techniku pro hodnocení chemické obrany rostlin, která je méně pracná a praktičtější pro různé experimentální aplikace.
tradiční metody měření obranných sloučenin používají světlo k měření různých chemikálií v listech pomocí přístroje zvaného spektrofotometr. Tyto metody vyžadují velké vzorky tkáně, což znamená, že více listů musí být spojeny dohromady, hroutí smysluplné variace. Zde uvedená technika pomocí čtečky mikrodestiček detekovala aktivitu ve vzorcích menších než 10 mg nebo 2% tradiční hmotnosti vzorku tkáně.
„jedním z největších omezení je množství tkáně, které je potřebné pro tradiční testy založené na spektrofotometru,“ řekl Dr. Jack, hlavní autor studie. „Nyní, protože vědci nemusí kombinovat listy z jedné rostliny, mohou lépe prozkoumat lokalizované versus systémové reakce nebo sledovat individuální reakci rostlin v průběhu času… Umožňuje nám měřit variabilitu na úrovni populace a analyzovat vliv prostředí na geny.“
„dalším omezením je čas potřebný k provedení těchto experimentů,“ řekl Dr. Jack. Obrovské množství práce a času potřebného k provedení testů pomocí spektrofotometrických metod vážně omezuje počet vzorků, které lze posoudit. To omezuje proveditelné experimentální návrhy a následně typy otázek, na které lze doufat. Navíc jak Časové, tak tkáňové nároky tradičních metod ztěžují opětovné spuštění vzorku nebo reprodukci výsledku. V této studii byli vědci schopni provést soubor testů, které by normálně trvaly 41 hodin za pouhých šest hodin.
chemická obrana rostlin je složitá, zahrnující výrobu více sloučenin najednou. Zatímco tradiční techniky vyžadují samostatné extrakce pro stanovení každé třídy obranných sloučenin, zde prezentovaná technika používá konsolidované pufry a protokoly pro extrakci více sloučenin najednou. Díky tomu je praktické měřit širší škálu chemických reakcí, což poskytuje jemnější obraz ochrany rostlin a vyšší rozlišení. „Rostliny produkují tolik sekundárních metabolitů a enzymů v reakci na útok býložravců, že příběh obrany rostlin není úplný, pokud testujete více sloučenin,“ řekl Dr. Jack.
zde prezentovaná metoda, při níž jsou pufry pro přípravu vzorků konsolidovány a vzorky jsou prováděny současně na mikrodestičce, výrazně zkracuje čas a náklady na stanovení obranných sloučenin. „Pro nás to byl případ nutnosti být matkou vynálezu,“ řekl Dr. Jack. „Plánoval jsem experiment…a nemohl najít vysoce výkonné testy k dosažení toho, co bylo potřeba.“Při vývoji této techniky však autoři otevřeli možnosti zkoumání obrany rostlin pro ostatní. Vědci nyní mohou zkoumat více obranných sloučenin najednou, podívat se na lokalizované a systémové reakce, porovnat větší vzorek jednotlivců a replikovat jejich nálezy mnohem proveditelněji než dříve.
„původně to nebyl samostatný projekt,“ řekl Dr. Jack. „Když jsme však procházeli literaturou a investovali tolik času do protokolu, uvědomili jsme si, že by to bylo užitečné pro vědeckou komunitu a mohlo by to ovlivnit tolik různých oblastí.“
více informací: Chandra N. Jack et al, vysoce výkonná metoda analýzy více rostlinných obranných sloučenin v minimalizované hmotnosti vzorku, aplikace v rostlinných vědách (2019). DOI: 10.1002 / aps3. 1210
informace o časopise: aplikace ve vědách o rostlinách
poskytuje botanická společnost Ameriky