a növények ásványi táplálkozása és vízforgalmaa betacianin-efflux vizsgálata 9. gyakorlat...

A növények ásványi táplálkozása

és vízforgalma

Gyakorlati bevezetı

A növények nevelése

Uborka (Cucumis sativus)

A növények nevelése

Szabadföldi és laboratóriumi nevelés:

talajkultúra

A növények nevelése

Nevelés növénynevelı kamrákban,

tápoldatban

uborka

A növények nevelése

Nevelés fitotronban

A növények nevelése

A növények nevelése

Fény: nappali fényő izzók + floralux csövek

automata idıkapcsoló

Hımérséklet: termosztát kontroll (20-25 °C)

Páratartalom: deszt. víz porlasztás (70 %)

Gyökér O2 ellátása: 2 naponta oldatcsere

vagy levegıztetés

Tápoldat: 4×-esre higított Hoagland,

ioncserélt, desztillált vízbıl

makroelemek: K, Ca, Mg, N, P, S

mikroelemek: B, Mn, Zn, Mo, Cu, Cl

mezoelem: Fe

A tápoldat vizsgálata

Ionfelvétel + Ionleadás

pH változás

Lead: H+, OH-, HCO3-

mérés

indikátorokPl. brómkrezol vörös

mőszeres mérés

A tápoldat vizsgálata

3. Gyakorlat

1. Kísérleti tápoldatok készítése

2. pH mérı kalibrálása, kiindulási pH mérése

3. Alsó karikát eltávolítása

4. Kísérleti növények gyökerének öblítése deszt. vízzel

5. Kísérleti növények tápoldatba helyezése

6. A növények régi tápoldatának pH mérése

7. pH mérés ½ óránként

Kísérleti tápoldatok: NO3- vagy NH4

+ - tartalmú

Fe-tartalmú vagy vasmentes

Kísérleti tápoldatok készítéséhez: Gyakorlati jegyzet

12. o. 2. táblázat

19. o. 4. táblázat200 ml-es

fızıpohár

6. Gyakorlat

1. Agar-agar oldat készítése

2. Brómkrezolvörös indikátor oldat készítése,

borvörös szín beállítása (pH=6,6)

3. Oldatok elegyítése, pH ismételt beállítása kihőlés elıtt

4. Oldat kiöntése Petri csészébe

5. Növényi gyökér levágása, leitatása és beágyazás az

agar dermedése elıtt

6. Szín változásának követése

A tápoldat vizsgálata

pH beállítása: KOH vagy HCl segítségével

Színváltozás: savanyú – sárga

lúgos – kék

OH-, HCO3- leadás a gyökérbıl

A tápoldat vizsgálata

NO3- felvétel NH4

+ OH- képzıdés

citoplazma pH ↑

szerves sav képzıdés

savmaradék anionok tárolása a vakuólumban korlátozott

malát dekarboxiláció

A tápoldat vizsgálata

Citoplazma savanyodik

H+ leadás a gyökérbıl

(NH4+ : H+ = 1 : 1)

NH4+ felvétel asszimiláció H+ képzıdés

(aminosavak, amidok)

A tápoldat vizsgálata

Fe felvétel: Poaceae – mugineinsavak

többi növény – Fe(III) redukció

Vassal ellátott növények: a vas felvétele nem befolyásolja a pH-t

Vashiányos növények: az elektrontranszport gyorsul –

H+ leadás jelentıs

A tápoldat vizsgálata

AHA2

IRT1

FRO2

ATP

ADP

NADH

NAD+ + H+

H+H+

FeIIIEDTA

EDTA + FeII

FeII FeII

Normális Fe ellátáskor: PM

kint bent

A tápoldat vizsgálata

AHA2

FRO2

ATP

ADP

NADH

NAD+ + H+

H+H+

Fe hiánykor: PM

kint bent

Cyt-b

MDA-redMDHA

AA

NADH

AA

AA

MDHA

O2 ?

AA=aszkorbinsav

MDHA=monodehidro-

aszkorbinsav

Az ion-efflux vizsgálata

Szövetek ionellátása: gyökér – külsı közegbıl felvétel

szár, levél – gyökérbıl transzlokáció

Barrier ionleadással szemben: tonoplaszt

plazmalemma

sejtfal

másodlagosan vastagodott

szövetrétegek

Ionleadás kinetikája: apoplasztból (sejtfal) – gyors

szimplasztból – lassú, kismértékő, ha a

membrán sérül: gyors

szövet belsejébıl (pl. raktározó szövet) – lassú

diffúzió a vágási felülethez

összességében: telítıdı

Az ion-efflux vizsgálata

Vezetıképesség, konduktancia: G oldott ionok

harangelektród konduktométer

I

G = –

U

[G] = S (siemens)

Az ion-efflux vizsgálata

8. Gyakorlat

1. Felhasznált eszközök tisztítása ioncserélt deszt. (id.) vízzel

2. Fızıpoharak feltöltése id. vízzel

3. Szövet elıkészítése a méréshez, elıkezelések (pl. fagyasztás)

4. Az 1. minta mérésének megkezdése konduktométerrel

5. Mérés 60 percig

6. A 3. perctıl további minták mérésének beiktatása

7. Minták dekantálása

8. Minták fagyasztása oldat nélkül

9. Minták forralása 2-3 × 5 másodpercre kb. 20 ml oldatban

10. Az oldatok visszaöntése a mintákra

11. Szoba hımérséklet elérése után össz. iontartalom mérése

A betacianin-efflux vizsgálata

Betacianin efflux a vakuólumból:

alkoholok és szerves oldószerek reakciója:

membrán fehérjék denaturációja

membránlipidek oldása (polaritásfüggı)

hımérséklet hatása:

membrán fehérjék denaturációja

betacianin diffúzió a küldı oldatba

A betacianin-efflux vizsgálata9. Gyakorlat

1. Deszt. víz, ill. oldószerelegyek kimérése

2. 5-5 céklakorong az elegyekbe

3. Mérés 1-10 percenként, két órán át, elszínezıdéstıl

függıen, fotométerrel

Hımérséklet hatása:

1. 2-2 g céklakorong Erlenmeyer lombikokba

2. Inkubálás 5 percig az adott hımérsékleten

3. 10-10 ml deszt. víz a céklakorongokra

4. Inkubálás 60-90 percig

5. Egyszeri mérés spektrofotométerrel

mérés: küvettába dekantálva az elegyet

λ=540 nm

vak = deszt. vizes kontroll vagy deszt. víz

A vízpotenciál meghatározása

Kémcsı

Cukoroldat

Sárgarépa

korongok

ψoldat > ψ szövet szövet vizet vesz fel

ψoldat < ψ szövet szövet vizet ad le

ψoldat = ψszövet nincs vízmozgás

Ψoldat = πoldat = - RTccukor

A vízpotenciál meghatározása

∆n = ninkubálás után – nkiindulási

Cukoripari refraktométer

n = törésmutató

A törésmutató különbség a cukoroldatok

koncentrációja függvényében

A vízpotenciál meghatározása

12. Gyakorlat

1. 2 cukorkoncentráció sorozat készítése 0,1-1,0 M között

2. Egyik sorozatba szövetkorongokat teszünk, a másik

kontroll marad

3. Inkubálás 1 órán át

4. Ezalatt a kontroll sorozat törésmutatójának mérése

5. Inkubált sorozat törésmutatójának mérése

Sardakov módszer

1. A fenti inkubáló oldatok dekantálása

2. Az oldatok megfestése metilénkék porral

3. A festett oldat 1-1 cseppjének a kontroll oldatra

rétegzése üvegbottal

A transpiráció vizsgálata

•Fény: sztóma nyitódás – függés a fényintenzitástól

•Sötét: sztóma záródás

•Vízhiány: sztóma záródás

•Légmozgás: párolgás nı !

•Hımérséklet nı: párolgás nı

Víz

ves

ztés

/g

Idı/perc

fényen

sötétben

Transpiráció

sztóma nyit párolgás nı

transpiráció nı

A transpiráció vizsgálata

13. Gyakorlat

1. Potométerek feltöltése csapvízzel

2. Petri csészék feltöltése csapvízzel

3. Kísérleti növények rögzítése a szélesebb nyílásban

4. A kiindulási tömeg mérése

5. Inkubálás megadott körülmények között

6. Tömegmérés 20 percenként 3 alkalommal

potométer

A transpiráció vizsgálata

13. Gyakorlat

A sztómaszám mérése

1. Intakt növény levelének színére és fonákára színtelen

körömlakkot kenünk

2. 15 perc múlva szike és csipesz segítségével lefejtjük

3. Tárgylemezen, mikroszkópban megszámoljuk a

sztómákat 3 látótérben

4. Meghatározzuk a látótér felületét tárgy- és okulár

mikrométer segítségével

5. A levágott levelek területét meghatározzuk:

• fénymásolás után ismert felülető papírlaphoz

viszonyítva tömeg-felület arányt számolva, vagy

• szkennelés után pixelszám alapján (Photoshop)