Биология растений

Понимание биохимии растений является ключевым условием нашей способности сохранять экосистемы и обеспечивать устойчивое питание.

Рамановские изображения позволяют выявлять и анализировать изменения и распределение метаболитов, белков, липидов и пигментов в ходе исследований роста/развития растений.

Оценка здоровья растений с помощью рамановской спектроскопии

Толщина и распределение материалов одревесневших клеточных стенок (целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина) являются важными факторами, определяющими силу растения. Рамановская визуализация клеточных стенок является одной из немногих технологий, на базе которых можно разработать метод определения характеристик и количественного определения лигнина и целлюлозы in situ. Этот метод не требует мацерации материалов или жидкостной химической обработки и обладает достаточным пространственным разрешением для создания изображений тонкого слоя лигнина (с субмикрометрическим разрешением). Увеличение содержания лигнина, как правило, является признаком того, что растение набирает силу (в клеточных стенках повышается содержание гваяцилового лигнина, а в межклеточных соединениях — сирингилового лигнина).

Система рамановской визуализации также позволяет получить изображения пектина. Пектин содержится в клеточных стенках наземных растений и является главным компонентом межклеточного вещества, которое обеспечивает соединение клеток.

С помощью рамановской спектрометрии с поляризацией излучения можно также исследовать волокна целлюлозы, в том числе определить их ориентацию. Ориентация играет важную роль по той причине, что от угла наклона микрофибрилл зависят геометрические параметры клетки и форма растения.

Основные преимущества рамановского анализа

Вы сможете:

• получить изображения важных биомолекул на месте без введения меток;
• определить количество компонентов древесной биомассы на месте без использования внешних меток;
• получить изображения структуры и проанализировать механические свойства древесины и целлюлозы, а также лигнина вторичной клеточной стенки;
• определить ориентацию древесных волокон, от которой зависят геометрические параметры клетки и форма растения.

Подготовка образов

Образцы растений подготавливаются и размещаются на предметных стеклах согласно протоколу Герлингера и Шваннингера (Gierlinger and Schwanninger (2006). Plant Physiology 140: 1246–1254). Для изготовления срезов они использовали полиэтиленгликоль в качестве заливочной среды.

Прозрачные или полупрозрачные образцы (например, корни саженцев) можно исследовать без предварительной подготовки. Используйте покровное стекло с водой, чтобы образцы оставались влажными.

Для анализа эпидермы листьев/травы на образце можно сделать поперечный надрез и с помощью щипчиков снять слой эпидермы. Для сохранения слоя эпидермы влажным также используйте покровное стекло.

Рекомендуемые статьи

С помощью микроскопа inVia в высокогорных растениях обнаружен редкий минерал

Группа ученых Лаборатории Сэйнсбери Кембриджского университета впервые обнаружила в растениях редкий минерал, фатерит.