Fazer mais com menos no estudo da fábrica de produtos químicos de defesa

As plantas não podem fugir para evitar ser comido, então, em vez disso, eles empregam uma variedade de química defesas para mantê-herbívoros na baía. Compreender as defesas químicas vegetais é fundamental para manter as culturas saudáveis, e para responder a uma variedade de questões mais acadêmicas sobre ecologia e evolução. No entanto, as técnicas atuais para avaliar as defesas químicas das plantas são demoradas e requerem quantidades impraticáveis de tecido vegetal. In research presented in a recent issue of Applications in Plant Sciences, Dr. Chandra Jack and colleagues devised a new technique for assessing plant chemical defenses that is less laborious and more practical for a variety of experimental applications.

métodos tradicionais de medição de compostos de defesa usam luz para medir diferentes produtos químicos em folhas usando um aparelho chamado espectrofotômetro. Estes métodos requerem grandes amostras de tecido, o que significa que múltiplas folhas devem ser agrupadas, colapsando variação significativa. A técnica relatada aqui, usando um leitor de microplacas, detectou atividade em amostras menores que 10 mg, ou 2% do peso da amostra de tecido tradicional.

“uma das maiores restrições é a quantidade de tecido que é necessária para os ensaios tradicionais baseados em espectrofotómetros”, disse Dr. Jack, o autor principal do estudo. “Agora, porque os pesquisadores não têm que combinar folhas de uma única planta, eles podem explorar melhor as respostas localizadas versus sistêmicas, ou monitorar a resposta individual da planta ao longo do tempo… Permite-nos medir a variação ao nível da população e analisar a influência do ambiente nos genes.”

“The other constraint is the time neededed to carry out these experiments,” said Dr. Jack. As enormes quantidades de trabalho e tempo necessários para realizar ensaios usando métodos espectrofotométricos colocam sérias restrições no número de amostras que podem ser avaliadas. Isso limita projetos experimentais viáveis e, consequentemente, os tipos de perguntas que se pode esperar responder. Além disso, tanto as exigências de tempo como de tecidos dos métodos tradicionais tornam mais difícil a repetição de uma amostra ou a reprodução de um resultado. Neste estudo, os pesquisadores foram capazes de realizar um conjunto de testes que normalmente levaria 41 horas em apenas seis horas.A defesa química vegetal é complexa, envolvendo a produção de múltiplos compostos de uma só vez. Enquanto as técnicas tradicionais requerem extrações separadas para ensaiar cada classe de compostos de defesa, a técnica aqui apresentada usa tampões de preparação consolidados e protocolos para extrair múltiplos compostos de uma só vez. Isso faz com que seja prático medir uma ampla gama de respostas químicas, proporcionando uma imagem mais matizada e de maior resolução da defesa das plantas. “As plantas produzem tantos metabolitos secundários e enzimas em resposta ao ataque herbívoro, que a história das defesas vegetais não está completa a menos que você assista vários compostos”, disse o Dr. Jack.

the method presented here, in which sample preparation buffers are consolidated and samples are run simultaneously on a microplate, vastly reduces the time and expense of assaying defense compounds. “Para nós foi um caso de necessidade ser a mãe da invenção”, disse o Dr. Jack. “Estava a planear fazer uma experiência…e não conseguia encontrar testes de alto rendimento para realizar o que era necessário.”Mas ao desenvolver esta técnica, os autores abriram vias de investigação sobre defesas vegetais para outros. Os pesquisadores podem agora investigar múltiplos compostos de defesa de uma só vez, olhar para respostas localizadas e sistêmicas, comparar uma amostra maior de indivíduos, e replicar seus achados muito mais viável do que antes.

“originalmente, este não seria um projeto independente”, disse Dr. Jack. “No entanto, como vasculhamos a literatura e investimos tanto tempo no protocolo, percebemos que isso seria útil para a comunidade científica e poderia impactar tantos campos diferentes.”