Информация

Какви са микроскопичните механизми на разклоняване на растенията?

Какви са микроскопичните механизми на разклоняване на растенията?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Дълго време празно се интересувах как се определя формата на сложен организъм по време на развитието на микроскопично ниво. Наскоро осъзнах, че растенията биха могли да бъдат добро място да започнете да се опитвате да разберете това, защото структурата на дори доста сложно изглеждащо растение понякога може да бъде описана с няколко прости поведения. Ето няколко примера.

  1. Моите растения от репички имат една основа, от която расте цялата зеленина. След първите две семенни листа той израства известен брой големи груби листа, които всички се спускат към една и съща точка. Никога не се извършва друго разклоняване.

  2. Моите грахови растения имат само една дълга дръжка, която расте симетрични двойки листа на равни интервали. Понякога основата на двойка листа поражда мини дръжка, дълга никога не повече от 3 или 4 двойки листа, завършващи с "нокът" от три пипчета. През повечето време едно от трите кичура ще се раздели отново на три (винаги тази, подравнена с „горната част“ на стъблото, както се определя от ориентацията на листата).

  3. Моето растение копър има дебели основи на стъблата си, които се простират на няколко инча, преди да започне разклоняването. В този момент той се разклонява на равни интервали в симетрични двойки реси, които се разклоняват по същия начин. Тези листа от третия слой се разклоняват на равни интервали, но заместник страни, и винаги има точно четири слоя на разклоняване не повече и не по-малко.

  4. Моите растения босилек изглеждат приблизително способни да отглеждат клони на всяко изгодно място, без строги правила или геометрично поведение като другите примери.

Моят опит е по математика, а всичките ми познания по биология са от гимназията. Винаги съм бил объркан от това как ДНК се представя като „списък с протеини“, когато е ясно толкова динамичен, а не статичен: всеки тип клетка произвежда само някои от тези протеини и тези протеини от своя страна могат да определят какви протеини са децата. произвеждат, предполагам, и това може да създаде богата (нелинейна) йерархия на тъканна диференциация от линеен списък.

За един наистина сложен организъм като бозайник предполагам, че нашето разбиране за това как се актуализира ДНК е феноменологично (т.е. можем да кажем, че ген X корелира с макроскопска черта Y, дори и да нямаме представа какви сигнални механизми стоят зад него и коя клетка видове произвеждат съответен протеин и кога.)

Но дали това е вярно и за растенията, или имаме по-задълбочено разбиране за това какви протеини разграничават, например, четирите вида стъбла на растението копър и защо всеки тип може да произвежда само следващия? Мисля, че прости животни като гъби, нематоди и книдарии вероятно биха били толкова полезни, колкото (или повече от) растенията, но като градинар виждам тези растителни геометрии всеки ден и съм очарован от тях.

Някой знае ли за добър справочник, книга или онлайн, който обсъжда тези теми? Добре съм с нещо, което е малко извън моята техническа дълбочина - бих предпочел труден отговор пред непълен.

РЕДАКТИРАНЕ: Архитектурата на листа също е интересна и вероятно неделима от архитектурата на клонове на някакво ниво, но се фокусирах върху стеблата и клоните, вероятно защото нямам терминологията, за да опиша смислено листовите архитектури.


Видове биология

Гръцките думи bios и logos са произхода на термина &ldquobiology&rdquo. Bios означава живот, а logos означава изучаване. И така, биологията е науката, която изучава живота и живите организми. Организъм означава живо същество, което има една клетка, като например бактерии, или няколко клетки като растения, гъби и животни. Биологията изучава тези живи организми&rsquo химични процеси, физическа структура, физиологични механизми, молекулярни взаимодействия, еволюция и развитие. Биологичната наука може да изглежда много сложна, но някои специфични обединяващи концепции я комбинират в единна, последователна област. Биологията определя клетката като основна единица life&rsquos, гените като наследственост&rsquos основна единица и еволюцията като генератор, който задвижва създаването и изчезването на вида&rsquo.


Съдържание

Класификация на животински тъкани Редактиране

Има четири основни типа животински тъкани: мускулна тъкан, нервна тъкан, съединителна тъкан и епителна тъкан. [5] [9] Всички животински тъкани се считат за подтипове на тези четири основни типа тъкани (например кръвта се класифицира като съединителна тъкан, тъй като кръвните клетки са суспендирани в извънклетъчен матрикс, плазмата). [9]

Класификация на растителните тъкани Редактиране

За растенията изучаването на техните тъкани попада в областта на анатомията на растенията, със следните четири основни типа:

Хистопатологията е клон на хистологията, който включва микроскопско идентифициране и изследване на болната тъкан. [5] [6] Тя е важна част от анатомичната патология и хирургичната патология, тъй като точната диагноза на рак и други заболявания често изисква хистопатологично изследване на тъканни проби. [10] Обучени лекари, често лицензирани патолози, извършват хистопатологично изследване и предоставят диагностична информация въз основа на своите наблюдения.

Професии Редактиране

Областта на хистологията, която включва подготовката на тъкани за микроскопско изследване, е известна като хистотехнология. Длъжностите за обучения персонал, който подготвя хистологичните проби за изследване, са многобройни и включват хистотехници, хистотехнологи, [11] хистологични техници и технолози, медицински лаборанти и биомедицински учени.

Повечето хистологични проби се нуждаят от подготовка преди микроскопско наблюдение. Тези методи зависят от пробата и метода на наблюдение. [9]

Редактиране на фиксиране

Химическите фиксатори се използват за запазване и поддържане на структурата на тъканите, а фиксацията на клетките също така втвърдява тъканите, което спомага за изрязването на тънките участъци от тъканта, необходими за наблюдение под микроскоп. [5] [12] Фиксаторите обикновено запазват тъканите (и клетките) чрез необратимо омрежващи протеини. [12] Най-широко използваният фиксатор за светлинна микроскопия е 10% неутрален буфериран формалин или NBF (4% формалдехид във фосфатно буфериран физиологичен разтвор). [13] [12] [9]

За електронна микроскопия най-често използваният фиксатор е глутаралдехид, обикновено като 2,5% разтвор във фосфатно буфериран физиологичен разтвор. [9] Други фиксатори, използвани за електронна микроскопия, са осмиев тетроксид или уранил ацетат. [9]

Основното действие на тези алдехидни фиксатори е да омрежват аминогрупи в протеините чрез образуването на метиленови мостове (-CH2-), в случай на формалдехид, или от C5Х10 кръстосани връзки в случай на глутаралдехид. Този процес, като същевременно запазва структурната цялост на клетките и тъканите, може да увреди биологичната функционалност на протеините, особено на ензимите.

Фиксирането на формалин води до разграждане на тРНК, miRNA и ДНК, както и до денатурация и модификация на протеини в тъканите. Въпреки това, извличането и анализът на нуклеинови киселини и протеини от фиксирани с формалин, вградени в парафин тъкани е възможно с помощта на подходящи протоколи. [14] [15]

Избор и изрязване Редактиране

Избор е изборът на подходяща тъкан в случаите, когато не е необходимо да се подлага цялата оригинална тъканна маса чрез по-нататъшна обработка. Остатъкът може да остане фиксиран, в случай че трябва да бъде прегледан по-късно.

Подрязване е изрязването на тъканни проби, за да се разкрият съответните повърхности за по-късно разрязване. Той също така създава тъканни проби с подходящ размер, за да се поберат в касети. [16]

Вграждане на редактиране

Тъканите са вградени в по-твърда среда, както като опора, така и за да се позволи нарязването на тънки тъканни резени. [9] [5] По принцип водата трябва първо да се отстрани от тъканите (дехидратация) и да се замени със среда, която или се втвърдява директно, или с междинна течност (изчистване), която може да се смеси с вграждащата среда. [12]

Парафинов восък Редактиране

За светлинна микроскопия парафиновият восък е най-често използваният материал за вграждане. [12] [13] Парафинът не се смесва с вода, основната съставка на биологичната тъкан, така че първо трябва да бъде отстранен в серия от стъпки на дехидратация. [12] Пробите се прехвърлят през серия от постепенно по-концентрирани етанолови вани, до 100% етанол, за да се отстранят останалите следи от вода. [9] [12] Дехидратацията е последвана от a клирингов агент (обикновено ксилен [13], въпреки че се използват други безопасни за околната среда заместители [13] ), който отстранява алкохола и се смесва с восъка, накрая се добавя разтопен парафинов восък, за да замести ксилола и да инфилтрира тъканта. [9] В повечето хистологични или хистопатологични лаборатории дехидратацията, изчистването и восъчната инфилтрация се извършват в тъканни процесори които автоматизират този процес. [13] След като се инфилтрират в парафин, тъканите се ориентират във форми, които се пълнят с восък, след като се позиционират, восъкът се охлажда, втвърдявайки блока и тъканта. [13] [12]

Други материали Редактиране

Парафиновият восък не винаги осигурява достатъчно твърда матрица за рязане на много тънки участъци (които са особено важни за електронната микроскопия). [12] Парафиновият восък може също да е твърде мек по отношение на тъканта, топлината на разтопения восък може да промени тъканта по нежелан начин или дехидратиращите или изчистващите химикали могат да навредят на тъканта. [12] Алтернативите на парафиновия восък включват епоксидна смола, акрил, агар, желатин, целоидин и други видове восъци. [12] [17]

В електронната микроскопия епоксидните смоли са най-често използваната среда за вграждане, [9] но се използват и акрилни смоли, особено когато се изисква имунохистохимия.

За тъкани, които трябва да бъдат изрязани в замразено състояние, тъканите се поставят във водна основа за вграждане. Предварително замразените тъкани се поставят във форми с течния материал за вграждане, обикновено гликол на водна основа, OCT, TBS, Cryogel или смола, която след това се замразява, за да образува втвърдени блокове.

Редактиране на раздели

За светлинна микроскопия нож, монтиран в микротом, се използва за изрязване на тъканни участъци (обикновено с дебелина между 5-15 микрометра), които се монтират върху предметно стъкло за микроскоп. [9] За трансмисионна електронна микроскопия (ТЕМ), диамантен или стъклен нож, монтиран в ултрамикротом, се използва за рязане на тъканни участъци с дебелина 50-150 нанометра. [9]

Редактиране на оцветяване

Биологичната тъкан има малък присъщ контраст както в светлинния, така и в електронния микроскоп. [17] Оцветяването се използва, за да се даде както контраст на тъканта, така и да се подчертаят конкретни особености, представляващи интерес. Когато оцветяването се използва за насочване към специфичен химичен компонент на тъканта (а не общата структура), се използва терминът хистохимия. [9]

Светлинна микроскопия Редактиране

Хематоксилин и еозин (H&E оцветяване) е едно от най-често използваните оцветители в хистологията за показване на общата структура на тъканта. [9] [18] Хематоксилин оцветява клетъчните ядра в син еозин, кисело багрило, оцветява цитоплазмата и други тъкани в различни петна в розово. [9] [12]

За разлика от H&E, който се използва като общо оцветяване, има много техники, които по-селективно оцветяват клетки, клетъчни компоненти и специфични вещества. [12] Често прилагана хистохимична техника, която е насочена към специфичен химикал, е пруската синя реакция на Perls, използвана за демонстриране на отлагания на желязо [12] при заболявания като хемохроматоза. Методът на Nissl за веществото Nissl и методът на Golgi (и свързаните с него сребърни петна) са полезни при идентифицирането на неврони, са други примери за по-специфични петна. [12]

Редактиране на хисторадиография

В хисторентгенографията, предметно стъкло (понякога оцветено хистохимично) се прави рентгеново. По-често авторадиографията се използва за визуализиране на местата, до които радиоактивно вещество е било транспортирано в тялото, като клетки в S фаза (подложени на репликация на ДНК), които включват тимидин с тритий, или места, към които радиобелязаните сонди за нуклеинова киселина се свързват in situ хибридизация. За авторадиография на микроскопично ниво, предметното стъкло обикновено се потапя в течна емулсия на ядрения тракт, която изсъхва, за да образува експониращ филм. Отделни сребърни зърна във филма се визуализират с микроскопия с тъмно поле.

Имунохистохимия Редактиране

Напоследък антителата се използват за специфично визуализиране на протеини, въглехидрати и липиди. Този процес се нарича имунохистохимия или когато оцветяването е флуоресцентна молекула, имунофлуоресценция. Тази техника значително увеличи способността за идентифициране на категории клетки под микроскоп. Други съвременни техники, като нерадиоактивни на място хибридизация, може да се комбинира с имунохимия за идентифициране на специфични ДНК или РНК молекули с флуоресцентни сонди или етикети, които могат да се използват за имунофлуоресценция и ензимно-свързана флуоресцентна амплификация (особено алкална фосфатаза и усилване на сигнала на тирамида). Флуоресцентната микроскопия и конфокалната микроскопия се използват за откриване на флуоресцентни сигнали с добри вътреклетъчни детайли.

Електронна микроскопия Редактиране

За електронна микроскопия тежките метали обикновено се използват за оцветяване на тъканни участъци. [9] Уранил ацетат и оловен цитрат обикновено се използват за придаване на контраст на тъканта в електронния микроскоп. [9]

Специализирани техники Редактиране

Редактиране на криосекциониране

Подобно на процедурата със замразени срезове, използвана в медицината, криосекциониране е метод за бързо замразяване, изрязване и монтиране на участъци от тъкан за хистология. Тъканта обикновено се разделя на криостат или замразяващ микротом. [12] Замразените участъци са монтирани върху предметно стъкло и могат да бъдат оцветени, за да подобрят контраста между различните тъкани. Нефиксираните замразени срезове могат да се използват за изследвания, изискващи локализация на ензима в тъкани и клетки. Фиксирането на тъканта е необходимо за определени процедури, като имунофлуоресцентно оцветяване, свързано с антитяло. Замразените срезове често се приготвят по време на хирургично отстраняване на тумори, за да се даде възможност за бързо идентифициране на ръбовете на тумора, както при хирургията на Mohs, или определяне на злокачествено заболяване на тумора, когато туморът бъде открит случайно по време на операцията.

Редактиране на ултрамикротомия

Ултрамикротомията е метод за подготовка на изключително тънки срезове за анализ с трансмисионен електронен микроскоп (ТЕМ). Тъканите обикновено са вградени в епоксидна или друга пластмасова смола. [9] Много тънки участъци (с дебелина по-малко от 0,1 микрометър) се режат с помощта на диамантени или стъклени ножове на ултрамикротом. [12]

Редактиране на артефакти

Артефактите са структури или елементи в тъканта, които пречат на нормалното хистологично изследване. Артефактите пречат на хистологията, като променят външния вид на тъканите и скриват структури. Артефактите за обработка на тъкани могат да включват пигменти, образувани от фиксатори, [12] свиване, измиване на клетъчните компоненти, промени в цвета в различни видове тъкани и промени в структурите в тъканта. Пример е живачен пигмент, останал след използване на фиксатора на Zenker за фиксиране на секция. [12] Фиксирането на формалин може също да остави кафяв до черен пигмент при киселинни условия. [12]

През 17-ти век италианецът Марчело Малпиги използва микроскопи за изследване на малки биологични образувания, някои го смятат за основател на областите на хистологията и микроскопската патология. [19] [20] Малпиги анализира под микроскоп няколко части от органите на прилепи, жаби и други животни. Докато изучава структурата на белия дроб, Малпиги забелязва неговите мембранозни алвеоли и подобните на косми връзки между вените и артериите, които той нарече капиляри. Откритието му установи как вдишваният кислород влиза в кръвния поток и служи на тялото. [21]

През 19-ти век хистологията е самостоятелна академична дисциплина. Френският анатом Ксавие Биша въвежда понятието тъкан в анатомията през 1801 г. [22] и термина „хистология“ (на немски: Хистология), измислен за означаване на „изучаването на тъканите“, за първи път се появява в книга на Карл Майер през 1819 г. [23] [24] [19] Биша описва двадесет и една човешки тъкани, които могат да бъдат подредени под четирите категории, приети в момента от хистолози. [25] Използването на илюстрации в хистологията, считано за безполезно от Биша, се насърчава от Жан Крювейе. [26] [ кога? ]

В началото на 1830-те Пуркине изобретява микротом с висока точност. [24]

Техниките за монтаж са разработени от Рудолф Хайденхайн (1824-1898), който въведе арабската гума Саломон Стрикер (1834-1898), който се застъпва за смес от восък и масло и Андрю Причард (1804-1884), който през 1832 г. използва дъвка/ стъклена смес. През същата година канадският балсам се появява на сцената, а през 1869 г. Едуин Клебс (1834-1913) съобщава, че в продължение на няколко години е вграждал своите екземпляри в парафин. [27]

Нобеловата награда за физиология и медицина през 1906 г. е присъдена на хистолозите Камило Голджи и Сантяго Рамон и Кахал. Те имаха противоречиви интерпретации на нервната структура на мозъка, базирани на различни интерпретации на едни и същи изображения. Рамон и Кахал спечели наградата за правилната си теория, а Голджи за техниката на оцветяване със сребро, която изобрети, за да направи това възможно. [28]

In vivo хистология Редактиране

В момента има силен интерес към разработването на техники за in vivo хистология (предимно използваща ЯМР), което би позволило на лекарите неинвазивно да събират информация за здрави и болни тъкани при живи пациенти, а не от фиксирани тъканни проби. [29] [30] [31] [32]


Какво е работното място на биолог?

Повечето биолози са наети от правителствени агенции, университети или частни индустриални лаборатории. Много биолози в университетите също са професори и прекарват по-голямата част от времето си в преподаване на студенти изследователски методи, подпомагане на разработването на студентски проекти, както и работа по свои собствени проекти.

Учените по биология, наети от частните индустрии и от правителството, са в състояние да се съсредоточат повече върху собствените си лични проекти и тези, възложени от техните началници. Някои примери за биолози, които вероятно работят в частни индустрии, са зоолози и еколози, които биха могли да бъдат наети от зоологически градини и екологични агенции.

Областта на биологията, в която се работи, ще определи дали повече време ще бъде прекарано в лабораторията или извън полето. Хистотехнологите например работят в лабораторна среда, тъй като работата им включва подготовка на тъкани за микроскопско изследване. Ботаници, еколози и зоолози, от друга страна, прекарват много време на терен, изучавайки растения и животни в различни климатични условия и местообитания, като често живеят в примитивни условия.

Като цяло повечето учени по биология не изпитват много опасни ситуации.Тези, които изучават опасни или токсични организми, имат серия от специални предпазни мерки, които предприемат, за да предотвратят замърсяване и всяка възможност за разпространение на вируси или бактерии.


Историческа справка

Теофраст, гръцки философ, който първо учил с Платон, а след това станал ученик на Аристотел, се приписва на основателя на ботаниката. Само два от приблизително 200 ботанически трактата, написани от него, са известни на науката: първоначално написани на гръцки около 300 г. пр. н. е., те са оцелели под формата на латински ръкописи, De causis plantarum и De Historia plantarum. Основните му концепции за морфология, класификация и естествена история на растенията, приемани без съмнение в продължение на много векове, сега представляват интерес преди всичко поради независимата и философска гледна точка на Теофраст.

Педаний Диоскорид, гръцки ботаник от 1 век, е най-важният ботанически писател след Теофраст. В основната си работа, билка на гръцки, той описва около 600 вида растения, с коментари за техния навик на растеж и форма, както и за техните лечебни свойства. За разлика от Теофраст, който класифицира растенията като дървета, храсти и билки, Диоскорид групира растенията си в три заглавия: като ароматни, кулинарни и лечебни. Неговата билка, уникална с това, че е първото илюстрирано лечение с лечебни растения, остава за около 15 века последната дума на медицинската ботаника в Европа.

От 2-ри век пр.н.е. до 1-ви век н.е., поредица от римски писатели – Катон Стари, Варон, Вергилий и Колумела – подготвят латински ръкописи за земеделие, градинарство и овощарство, но показват малко доказателства за духа на научното изследване за самото си заради, което беше толкова характерно за Теофраст. През 1 век от н.е. Плиний Стари, макар и не по-оригинален от своите римски предшественици, изглежда по-трудолюбив като компилатор. Неговите Historia naturalis— енциклопедия от 37 тома, съставена от около 2000 произведения, представящи 146 римски и 327 гръцки автори — има 16 тома, посветени на растенията. Въпреки че е некритична и съдържа много дезинформация, тази работа съдържа много информация, която иначе не е налична, тъй като повечето томове, за които той се позовава, са унищожени.

Печатната преса революционизира достъпността на всички видове литература, включително тази на растенията. През 15-ти и 16-ти век са публикувани много билки с цел да опишат растения, полезни в медицината. Написани от лекари и медицински ориентирани ботаници, най-ранните билки се основават до голяма степен на работата на Диоскорид и в по-малка степен на Теофраст, но постепенно те се превръщат в продукт на оригинално наблюдение. Нарастващата обективност и оригиналност на билките през десетилетията е ясно отразена в подобреното качество на дърворезбите, подготвени за илюстриране на тези книги.

През 1552 г. илюстриран ръкопис върху мексикански растения, написан на ацтекски език, е преведен на латински от Бадиан, други подобни ръкописи, за които се знае, че са съществували, изглежда са изчезнали. Докато билките в Китай датират много по-далеч от тези в Европа, те са станали известни едва наскоро и така са допринесли малко за напредъка на западната ботаника.

Изобретяването на оптичните лещи през 16-ти век и развитието на сложния микроскоп около 1590 г. отварят ера на богати открития за растенията преди това време, всички наблюдения по необходимост са правени с невъоръжено око. Ботаниците от 17-ти век се отказаха от по-ранния акцент върху медицинската ботаника и започнаха да описват всички растения, включително многото нови, които бяха въведени в голям брой от Азия, Африка и Америка. Сред най-изтъкнатите ботаници от тази епоха е Гаспар Баухин, който за първи път разработи, по предварителен начин, много ботанически концепции, които все още са валидни.

През 1665 г. Робърт Хук публикува под заглавието Микрография, резултатите от неговите микроскопски наблюдения върху няколко растителни тъкани. Той е запомнен като създателя на думата „клетка“, отнасяйки се до кухините, които наблюдава в тънки резени корк, неговото наблюдение, че живите клетки съдържат сок и други материали твърде често, е забравено. През следващото десетилетие Нехемия Грю и Марчело Малпиги основават анатомията на растенията през 1671 г., те съобщават резултатите от микроскопските изследвания едновременно на Лондонското кралско общество и по-късно публикуват големи трактати.

Експерименталната физиология на растенията започва с брилянтната работа на Стивън Хейлс, който публикува своите наблюдения върху движенията на водата в растенията под заглавието Зеленчукови статики (1727 г.). Неговите заключения относно механиката на водната транспирация в растенията все още са валидни, както и неговото откритие – по онова време поразително – че въздухът допринася с нещо за материалите, произведени от растенията. През 1774 г. Джоузеф Пристли показва, че растенията, изложени на слънчева светлина, отделят кислород, а Ян Ингенхаус демонстрира през 1779 г., че растенията в тъмното отделят въглероден диоксид. През 1804 г. Никола дьо Сосюр демонстрира убедително, че растенията на слънчева светлина абсорбират вода и въглероден диоксид и увеличават теглото си, както е докладвано от Хейлс почти век по-рано.

Широкото използване на микроскопа от растителните морфолози осигурява повратна точка през 18-ти век - ботаниката се превръща до голяма степен в лабораторна наука. До изобретяването на прости лещи и сложния микроскоп, разпознаването и класификацията на растенията в по-голямата си част се основаваха на такива големи морфологични аспекти на растението като размер, форма и външна структура на листата, корените и стъблата. Тази информация беше допълнена и от наблюдения върху по-субективни качества на растенията, като ядливост и медицински употреби.

През 1753 г. Линей публикува майсторската си работа, Вид Plantarum, който съдържа внимателни описания на 6000 вида растения от всички части на света, известни по това време. В тази работа, която все още е основният справочник за съвременната растителна таксономия, Линей установява практиката на биномната номенклатура – ​​тоест деноминацията на всеки вид растение с две думи, името на рода и специфичното име, т.е. Роза канина, шипката. Биноменната номенклатура е въведена много по-рано от някои от билкарите, но не е общоприето, че повечето ботаници продължават да използват тромави официални описания, състоящи се от много думи, за да назоват растение. Линей за първи път постави съвременните познания за растенията в подредена система, с пълно признание на минали автори и създаде номенклатурна методология, толкова полезна, че не е била значително подобрена. Линей също така въвежда „сексуална система“ на растенията, чрез която броят на цветните части – особено тичинките, които произвеждат мъжки полови клетки, и стиловете, които представляват удължения на растителните яйчници, които получават поленови зърна – стават полезни инструменти за лесно идентифициране на растенията . Тази проста система, макар и ефективна, имаше много несъвършенства. Други класификационни системи, в които се разглеждат възможно най-много знаци, за да се определи степента на връзката, наистина са разработени от други ботаници, някои се появяват преди времето на Линей. Прилагането на концепциите на Чарлз Дарвин (относно еволюцията) и Грегор Мендел (за генетиката) към таксономията на растенията даде представа за процеса на еволюция и производството на нови видове.

Систематичната ботаника сега използва информация и техники от всички поддисциплини на ботаниката, като ги включва в един корпус от знания. Фитогеографията (биогеографията на растенията), екологията на растенията, популационната генетика и различни техники, приложими към клетките – цитотаксономия и цитогенетика – допринесоха значително за сегашното състояние на систематичната ботаника и до известна степен станаха част от нея. Съвсем наскоро към дейностите на систематичната ботаника бяха добавени фитохимия, компютъризирана статистика и морфология на фината структура.

През 20-ти век се наблюдава огромно увеличение в темпа на растеж на изследванията в ботаниката и резултатите, получени от тях. Комбинацията от повече ботаници, по-добри съоръжения и нови технологии, всички с помощта на опита от миналото, доведе до поредица от нови открития, нови концепции и нови области на ботанически усилия. Някои важни примери са посочени по-долу.

Натрупва се нова и по-точна информация относно процеса на фотосинтеза, особено по отношение на механизмите за пренос на енергия.

Откриването на пигмента фитохром, който представлява досега неизвестна система за откриване на светлина в растенията, значително разшири познанията за влиянието както на вътрешната, така и на външната среда върху покълването на семената и времето на цъфтеж.

Открити са няколко вида растителни хормони (вътрешни регулаторни вещества) – сред тях ауксин, гиберелин и кинетин – чиито взаимодействия осигуряват нова концепция за начина, по който растението функционира като единица.

Откритието, че растенията се нуждаят от определени микроелементи, които обикновено се намират в почвата, направи възможно култивирането на площи, в които липсва някакъв основен елемент, чрез добавянето му към дефицитната почва.

Развитието на генетични методи за контрол на наследствеността на растенията направи възможно генерирането на подобрени и изключително продуктивни културни растения.

Развитието на радиоактивно-въглеродно датиране на растителни материали на възраст от 50 000 години е полезно за палеоботаника, еколога, археолога и особено за климатолога, който сега има по-добра основа за прогнозиране на климата на бъдещите векове.

Откриването на подобни на водорасли и бактерии вкаменелости в докамбрийските скали изтласка предполагаемия произход на растенията на Земята до преди 3 500 000 000 години.

Изолирането на антибиотични вещества от гъбички и бактериоподобни организми е осигурило контрол над много бактериални заболявания и е допринесло за биохимична информация от основно научно значение.

Използването на филогенетични данни за установяване на консенсус относно таксономията и еволюционните линии на покритосеменните растения (цъфтящи растения) се координира чрез международни усилия, известни като Групата за филогения на покритосеменните растения.


Клонове на биологията

Зоология

Искате ли да пишете за нас? Е, ние търсим добри писатели, които искат да разпространят информацията. Свържете се с нас и ще говорим.

Това е клон от биологията, който изучава животните. Терминът зоология произлиза от гръцкия термин “Zoon”, което означава животно и “logos”, което означава изследване. Зоологията се дели на Приложна зоология, изучаване на производствени и непроизводствени животни, Систематична зоология, занимаващи се с еволюция и таксономия или наука за именуване на живи същества и Органична зоология, изследването на животните в нашата биосфера. Приложната зоология се разделя допълнително на, аквакултура, което включва производство и поддръжка на сладководни и морски животни и растения, Piggery, което включва изучаване на всичко, свързано със свинете, Приложна ентомология,което включва манипулиране на насекоми в полза на хората, Вермикултура, което е развъждане на червеи, които ровят почвата, за производство на естествени торове, Наука за птицевъдството, изследване на домашни птици като гъски, пуйка и пиле, Паразитология, занимаващи се с изследване на паразитите, Радиационна биология, който използва гама лъчи, рентгенови лъчи, електрони и протони за благополучие на хората, Биотехнология, който прилага инженерни принципи за обработка на материала от биологични фактори, Приложна ембриология, който включва култура от епруветки (ембрионална култура) за повишаване на продуктивността от говеда, Тъканна култура, включващ култивиране на растителни тъкани и клетки в изкуствена среда, Млечна наука, която се занимава с мляко или свързани с мляко продукти, Пестицидна технология, което е изследване на пестицидите и тяхната употреба, Нематология който се занимава с изучаване на кръгли червеи на организми и техния контрол, Орнитология, което е изучаване на птиците, Херпетология, изследване на влечуги, Ихтиология, което е изследване на рибите и мамология, което включва изучаване на бозайници.

Ентомология

Един от подклоновете е ентомологията, която се основава изключително на насекоми. Той се концентрира върху изучаването на таксономията, характеристиките, адаптациите, ролите и поведението на насекомите.

Етология

Наистина казано, етологията попада в зоологията и се занимава с поведенчески адаптации на животните, особено в техните естествени или оригинални места за обитаване.

Анатомия

Приложим към анатомията на растенията и анатомията на животните, той включва изучаване на детайлната структура, вътрешните органи и съответните функции на организма.

Физиология

Физиологията се определя като изследване на различни функции и процеси на живите организми. Физиологията се разделя допълнително на Еволюционна физиология, което е изследване на физиологичната еволюция, Физиология на клетките – изследване на клетъчния механизъм и взаимодействие, Физиология на развитието, което включва изследване на физиологичните процеси във връзка с ембрионалната еволюция, Физиология на околната среда, който се занимава с изследване на реакцията на растенията към агенти като температура, радиация и огън и Сравнителна физиология, грубо обяснено като изследване на животни с изключение на хората.

Генетика

Това се счита за интересна област на изследване и е клон на биологията. Генетиката е изследване на гените. Този термин произлиза от гръцката дума “genetikos”, което означава “произход”. Този клон на биологията изучава наследствените аспекти на всички живи организми. Изучаването на наследяването на черти от родителя е започнало в средата на деветнадесети век и е инициирано от известния биолог Грегор Мендел. Съвременната наука за генетиката се основава на основите, поставени от този биолог.

Ботаника

Изучаването на растителния живот или фитологията е известно като ботаника. Един от най-изявените сред различните клонове на биологията, ботаниката е обширна тема и изучава живота и развитието на гъбичките, водораслите и растенията. Ботаниката също изследва структурата, растежа, болестите, химичните и физичните свойства, метаболизма и еволюцията на растителните видове. Ботаниката предполага значението на изучаването на растителния живот на земята, защото те генерират храна, фибри, лекарства, гориво и кислород.

Еволюционна биология

Както всички знаем, силно развитите организми са се развили от по-прости форми. Има специфичен клон на биологията, наречен еволюционна биология, който се фокусира върху еволюцията на видовете.

Биология на развитието

Искате ли да пишете за нас? Е, ние търсим добри писатели, които искат да разпространят информацията. Свържете се с нас и ще говорим.

Както означава името, биологията на развитието помага на ученика да изучава различните фази на растеж и развитие на живо същество.

Екология

Екологията е клон на биологията, който изучава взаимодействието на различни организми един с друг и тяхната химическа и физическа среда. Този клон на биологията изучава екологичните проблеми като замърсяването и как то се отразява на еко-цикъла. Терминът екология произлиза от гръцкия термин “oikos”, което означава “домакинство” и “logos”, което означава “учение”. Германският биолог Ернст Хекел въвежда термина екология през 1866 г.

Криобиология

Това се занимава с ефектите от изключително ниската температура в живите клетки и организми като цяло.

Биохимия

Този клон на биологията изучава химичните процеси във всички живи организми. Биохимията е клон на науката, който изучава функциите на клетъчните компоненти като нуклеинови киселини, липиди, протеини и различни други биомолекули.

Цитология и молекулярна биология

Задълбочено изследване на клетката, заедно с нейната структура, функция, части и аномалии, се изучават в клетъчната биология или цитология. По същия начин изучаването на организмите на молекулярно ниво се нарича молекулярна биология.

Морска биология

Морската биология изучава екосистемата на океаните, морските животни и растения. Има огромна част от океанския живот, която все още е неизследвана. С право можете да кажете, че морската биология е клон на океанографията, която отново е клон на биологията.

Биоинформатика

Биоинформатиката основно се отнася до геномни изследвания с прилагане на обработка на данни, изчислителни знания и статистически приложения.

Микология

Според съвременната таксономия гъбичките (единствена гъба) не са нито растение, нито животно. Принадлежи към различна жива група и се изучава по темата микология.

Биофизика

Биофизика включва изучаване на връзката между организмите или живите клетки и електрическата или механичната енергия. Освен това биофизиката е разделена на следните подотрасли: Молекулярна биофизика, който дефинира биологичните функции във връзка с динамичното поведение и молекулярната структура на различни живи системи, като вируси, Биомеханика е изследване на силите, приложени от мускулите и гравитацията върху скелета, Био електричество – изследване на електрическите токове, протичащи през мускулите и нервите, и статичното напрежение на биологичните клетки, Клетъчна биофизика, който включва изследване на функцията и структурата на мембраната и клетъчното възбуждане и Квантова биофизика, което включва изследване на поведението на живата материя на молекулярно и подмолекулярно ниво.

Водна биология

Тя включва изучаване на живота във водата, като изследване на различни видове животни, растения и микроорганизми. Той включва изследването както на сладководни, така и на морски организми. Понякога водната биология се нарича още лимнология.

Биологията като наука ни дава възможност да правим наблюдения, да оценяваме и решаваме проблеми, които са свързани с растенията и животните. Ако се интересувате от биология, преследването на кариера във всеки клон на биологията може да бъде изключително възнаграждаващо.

Подобни публикации

Земните червеи са същества, които принадлежат към типа Annelida. Тази статия предоставя малко информация за биологията на земните червеи.

Научете някои етика на генното инженерство, когато става въпрос за практики като клониране, които в очите на мнозина са неморални и перверзни нападения срещу творението.

Прочетете, за да научите повече за стъпките на фотосинтезата, едно от най-завладяващите явления в природата.


G. посочете дали следните твърдения са верни или неверни, ако са фалшиви, пренапишете правилната форма на твърдението:

  1. Осмозата и дифузията са едни и същи явления.
    • Невярно, осмозата е специален вид дифузия, която изисква наличието на полупропусклива мембрана, която позволява движението само на разтворителя.
  2. Растенията губят вода чрез процеса, наречен транслокация.
    • Грешно, Растенията губят вода чрез процеса, наречен транспирация.
  3. Кореновите косми са многоклетъчни структури.
    • Фалшивите коренови косми са едноклетъчни структури.
  4. Ксилема и флоема са съдови тъкани.
    • Вярно.
  5. Водният транспорт в едноклетъчните растения се осъществява чрез дифузия.
    • Вярно.

Резултати

Моделът на кореновите тъкани се определя от местната наличност на вода.

Почвата е хетерогенна среда, съдържаща частици и агрегирани структури с различни размери с джобове от въздух и неравномерно разпределение на вода и хранителни вещества (6). Нашето разбиране за това как корените усещат и интерпретират хетерогенността на микромащаба е лошо отчасти поради липсата на моделни експериментални системи за изучаване на подобни явления. Интересното е, че расте Арабидопсис корените на разсад по повърхността на агаровата среда създават пространствени асиметрии в средата, на която е изложен първичният корен, но ефектът от тези разлики не е изследван преди. При тези условия едната страна на първичния корен е в контакт с агаровата среда и водния филм, който се образува върху повърхността й (контактната страна), докато другата страна на първичния корен е изложена на въздух в горното пространство на Петри чиния (въздушна страна) (фиг. 1А). Установихме, че разсадът, отглеждан върху агарова среда, рядко развива LRs, които растат направо във въздуха, което предполага, че тяхното моделиране може да бъде повлияно от тази асиметрия на околната среда (Фиг. 1 Б, ° С, и д). Създадохме ключ за фенотипиране, за да определим количествено моделите на поява на LRs по периферната ос чрез категоризиране на появилите се LRs като въздушна страна, хоризонтална страна или контактна страна (SI Приложение, SI Материали и методи, предоставя пълно описание на използваните критерии). Въпреки че априори бихме очаквали, че шансът LR да излезе от която и да е конкретна страна на първичния корен ще бъде почти еквивалентен, ние вместо това наблюдавахме силно отклонение в появата на LR към контактната страна (фиг. 1д). Това отклонение се губи, когато корените се отглеждат през агар (фиг. 1 А и д), което показва, че наблюдаваното явление изисква асиметрична среда. Кривината на корена влияе от коя страна на корена (вдлъбната или изпъкнала) ще започне LR (3). Ние открихме, че предизвикването на 90-градусов огъване в корена чрез гравитропна стимулация няма значително влияние върху отклонението в развитието на LR, което се случва по оста въздух-агар, което предполага, че тези два процеса действат независимо върху разпределението на LR (Приложение на SI, Фиг. S1).

Хидрообразуване на развитието на корените в Арабидопсис, царевица и ориз. (А) Диаграма, показваща асиметрии в локалната среда, генерирани, когато разсадът расте на повърхността на среда на базата на агар или симетричната среда, генерирана, когато корените се отглеждат през агар. (Б и ° С) LR примордия, излизаща от контакта (Б) или въздушна страна (° С) от първичния корен. (д) Количествено определяне на моделите на поява на LR от първичния корен при различни условия (н > 10). Различните фенотипни категории са обозначени с различни цветове и са маркирани с А. (Е) Напречен разрез на първичен корен от ориз, отгледан върху агар, оцветен с калкофлуор. Изображението показва развитието на аеренхим (AE) и коренови косми (RH) от въздушната страна и LR, излизащ от контактната страна. (Ф) Напречно сечение на корен от царевица, отгледан върху агар и оцветен с пропидиев йодид. (Г) Диаграма, показваща конструкцията на „сандвичи с агар“, използвани за тестване на ефектите от локалните различия в състава на средата върху развитието на LR при царевицата. (Х) Израстването на LR се индуцира от две страни чрез контакт с агар (Mock/Control) този ефект се намалява от страна на „Лечение“, когато водният потенциал на средата се намали с помощта на инфузия на PEG (PEG/Control). Контактът на корена със стъклена повърхност не предизвиква LR израстък (стъкло/контрол). Растежът на корените по протежение на една повърхност на агара води до потискане на развитието на LR от въздушната страна (Въздух/контрол) (н > 10). (азК) Генерирани от MicroCT изображения на разсад от царевица, отгледан през макропора от въздух (аз и К) или непрекъснат обем почва (Дж). Коренът в К расте във въздуха, докато в аз коренът е в контакт с повърхността на почвата. Кореновата тъкан е фалшиво оцветена в бяло, а почвата е фалшиво оцветена в кафяво. Среден брой LR на разсад (д) и на сантиметър първичен корен (Х) се показва в основата на колоните в стълбови диаграми. Лентите за грешки показват SEM. Значителни разлики въз основа на точния тест на Фишер (П < 0,05) с подобни групи са обозначени с една и съща буква.

Промяната на концентрацията на агар в растежната среда от 1 на 2% намалява водния потенциал (Ψw) и количеството изразена вода на повърхността на средата, което намалява периферната площ на корена, контактуващ с течна вода (Приложение на SI, Фиг. S1) (7). Тази промяна в състава на медиите също повлия значително на отклонението в разпределението на LRs (фиг. 1д). Използването на различни субстрати за растеж показва, че не е необходим специфичен компонент на средата освен вода, за да се предизвика пристрастно развитие на LR, въпреки че тези среди се различават значително във водния потенциал (диапазон, -0,22 MPa) (Приложение на SI, Фиг. S2). Тези данни предполагат, че контактът с вода, във или върху повърхността на средата, има по-голямо влияние върху локалната индукция на развитието на LR, отколкото малките разлики във водния потенциал.

Растежът на Oryza sativa (ориз) и Zea Mays (царевица) разсад върху агар също води до развитието на LRs предимно от контактната страна на корена (фиг. 1 Е, Ф, и Х и Приложение на SI, Фиг. S3). При царевицата развитието на LR също се индуцира локално, когато разсадът се отглежда върху мокра хартия за покълване, което отново показва, че не е необходим специфичен компонент на средата освен вода, за да се предизвика пристрастно развитие на LR (Приложение на SI, Фиг. S3). Използвайки подобна експериментална система като Karahara et al. (8) (фиг. 1Г), тествахме ефектите от поставянето на първичния корен на царевицата между две плочи контролна среда. Интересно е, че LRs се развиват по протежение на двете страни, контактуващи със средата, демонстрирайки, че множество отделни домейни по периферната ос на корена могат едновременно да образуват LR с интервенционни области без развитие на LR (фиг. 1Х).

Визуализацията с рентгенова микромащабна компютърна томография (microCT) на корените на царевица, растящи през макропора (голямо въздушно пространство) в почвената матрица, разкрива подобно позициониране на LRs, наклонени към повърхността на корена в директен контакт с почвата (фиг. 1аз, Филм S1 и Приложение на SI, Таблица S1). Когато корените се отглеждат в саксии без макропора, LRs се развиват по цялата обиколка на първичния корен (фиг. 1Дж и филм S2). Интересно е, че когато корените не са в контакт с повърхността на почвата в макропората (фиг. 1К и Movie S3), LR се появяват спорадично във всички посоки, което предполага, че е необходима неравномерна среда за отклонението в развитието на LR, но че контактът не е необходим за развитието на LR само по себе си в това състояние. Тези данни подкрепят физиологичната значимост на феномена на моделиране, наблюдаван in vitro.

В допълнение към появата на LR, разсадите от ориз и царевица показват преференциално натрупване на аеренхим (въздушни джобове, образуващи се в слоевете на клетките на кората, които могат да подпомогнат газообмена) от въздушната страна на корена (фиг. 1 Е и Ф и Приложение на SI, Фиг. S3). При царевицата пигментът антоцианин се натрупва от въздушната страна на корена, докато се изчерпва от контактната страна, особено в онези региони, където се развиват преди поникване LRs (Приложение на SI, Фиг. S3). Това осигури полезен визуален маркер за разграничаване на контактната и въздушната страна в напречните сечения на корена. Биосинтезата на антоцианин е зависима от светлината обаче, хидромоделирането на LRs не е нарушено от растежа на растенията на тъмно (Приложение на SI, Фиг. S3).

Ориз, царевица и Арабидопсис също показа ясно отклонение в развитието на кореновата коса от въздушната страна (фиг. 1 Е и Ф и Приложение на SI, Фиг. S4). В Арабидопсиспотискането на развитието на кореновата коса често се случва преди етапа на иницииране, но не е свързано с очевидни промени в експресията на гените, участващи в моделирането на кореновата коса (Приложение на SI, Фиг. S4). Наличието на коренови косми беше използвано като визуален маркер за разграничаване на въздуха и контактните страни на корените, отстранени от средата за изобразяване. Инициирането на кореновата коса от контактната страна може да бъде спасено чрез третиране с абцизинова киселина (ABA) или етиленов прекурсор 1-аминоциклопропан-1-карбоксилна киселина (ACC), което предполага, че липсата на развитие на кореновата коса не е просто следствие от физически импеданс от растежната среда (Приложение на SI, Фиг. S4). Заедно тези данни показват, че корените на растенията са умели да усещат и да реагират в развитието на местните различия в околната среда по начини, за които предполагаме, че се възползват от микроскопичните вариации в разпределението на течната вода и въздух в почвата.

Скоростта, с която водата се абсорбира от корена (Jv) е произведението на движещата сила за водния поток (ΔΨw, разликата във водния потенциал между корена и растежната среда) и съпротивлението на водния поток (обратно пропорционално на хидравличните проводимости на средата и корена, Lстр) (9). В нашите системи за растеж in vitro въздухът вероятно е в водно-потенциално равновесие с културалната среда, така че водният потенциал не разграничава тези среди. Хидравличната проводимост обаче се различава драстично, проводимостта на агара (1 × 10 −5 m 2 s −1 MPa −1 ) е с порядък по-висока от тази на въздуха (4,18 × 10 −12 m 2 s −1 MPa −1 ) (9, 10).

За да тестваме конкретно ефектите, които водният потенциал на средата и хидравличната проводимост имат върху локалното регулиране на развитието на LR, ние отново използвахме подхода „агар сандвич“, за да променим средата, която контактува с корена на царевицата (лечебна агарна плоча), докато втора агарова плоча контактува с root служи като контрол. При ориза, Karahara et al. (8) по-рано показа, че растежът на корените между две плочи агар води до асиметрия в развитието на аеренхим, ако една от плочите съдържа манитол, което намалява водния потенциал на средата. Проведохме подобни експерименти, използвайки полиетилен гликол (агар, инфузиран с PEG Ψw е -0,63 ± 0,02 MPa, а контролният агар е -0,10 ± 0,01 MPa) и се наблюдава значително намаляване на появата на LR от страната на третиране, което частично имитира ефекта на въздуха (фиг. 1Х) (11). Ние силно намалихме хидравличната проводимост, като поставихме различни непроводими материали между корена и третирания агар. Това елиминира индуктивния ефект на тази среда върху развитието на LR, което показва, че хидравличната проводимост на контактната повърхност, а не само контактът, е важна за хидрошабирането (Приложение на SI, Фиг. S3). Подобни резултати са получени, когато се използва лист стъкло или силиконова гума за контакт с корена, което предполага, че гъвкавостта на материала е незначителна (фиг. 1Х и Приложение на SI, Фиг. S3). Заедно тези данни предполагат, че скоростта, с която водата се абсорбира от корена от средата, определя дали контактната повърхност ще предизвика развитие на LR.

За да опишем феномена на реакцията на околната среда, показан тук, ние обозначихме термина хидрошаблон: неравномерното разпределение на наличната вода причинява асиметрия в развитието на корена. Този термин се използва главно за опростяване на обсъждането на процеса и ние не възнамеряваме да предполагаме някакви специфични физиологични или молекулярни механизми, използвани от растението за откриване на разликите в наличността на вода.

Hydropatterning засяга страничното развитие на корена по време на спецификацията на FC.

В Арабидопсис, стъпките на развитие, включени в моделирането на LR, са добре дефинирани (12). Предишни проучвания ясно показват, че стимулите от околната среда могат да повлияят на инициирането и появата на LRs (1), но липсват доказателства относно по-ранна роля. Прогнозирахме, че ако хидрообразуването действа след инициирането на LR, трябва да наблюдаваме натрупване на предварително поникнали LR примордии от въздушната страна, което би обяснило по-ниския относителен брой на появилите се LR от тази страна.

В ProMiR390a:GFP-GUS репортерът се експресира в полюса на ксилема и свързаните перициклични клетки и маркира етап I LR primordia и по-късни етапи (13) (фиг. 2А). Конфокалното изображение на контактната и въздушната страна на първичните корени на разсада показа ясно отклонение в броя на GFP-положителните огнища, наблюдавани между тези страни (фиг. 2А). В ProDR5: VENUS-N7 репортер първоначално се експресира в съседни перициклични клетки на ксилемния полюс по време на активирането на FC и може да се използва за визуализиране на миграцията на ядрата от две съседни перициклични клетки към общата антиклинална клетъчна плоча преди клетъчно делене и иницииране на стадий I LR (фиг. 2Б) (14, 15). Интересно е, че няколко етапа на развитие на LR показват отклонение между контактната и въздушната страна на корена и не се наблюдава очевидно натрупване на пауза или неподвижни LR примордии от въздушната страна, което би могло да обясни разликата в появилите се първични части между тези страни (фиг. 2Б). Количественото определяне на LR примордиите в разсад след изчистване на тъканите показва подобни резултати (Приложение на SI, Фиг. S5). Тези данни показват, че хидропаттерирането действа на или преди най-ранните етапи на иницииране на LR.

Hydropatterning действа по време на спецификацията на FC, за да повлияе на LR моделирането. (А) В PromiR390a:GUS-GFP репортерът се изразява на етап 1 от инициирането на LR и по-късно. Конфокалното изображение на контактната и въздушната страна на първичния корен показва силно отклонение в броя на GFP-положителните огнища (н ≥ 10). (Б) В ProDR5:N7:VENUS репортер маркира перициклични клетъчни ядра на етапа на активиране на FC (FCA), етап 1 (S1), етап 2 (S2) и по-късни етапи. Повечето етапи показват по-голям брой примордии на контактната страна, отколкото на въздушната страна. (° С) Разсад, изразяващ ProDR5:LUC+ репортер. Моделите на поява на LR бяха количествено определени в областта на първичния корен, съдържащ всички появили се LR (в този пример, областта над жълтата стрелка). След това се визуализира активността на луциферазата и се преброяват огнища на репортерна активност, включващи израснали LRs (н = 27). Спокойни PBS (червени стрелки) са места на експресия на репортер, които не показват признаци на поява на LR. (д) Диаграма, показваща броя на появилите се LR и неподвижни PBS (QPBS). (Е) Разсадът се отглежда в продължение на 5 дни върху 1% агар, след което се нанася втора агарова плоча върху предишната въздушна страна на корена. Разсадът се отглежда в продължение на пет допълнителни дни и позицията на появилите се LRs се определя количествено в областта на първичния корен, който се образува преди и след третирането. Контролните разсад се отглеждат по подобен начин, но втора агарова плоча не се прилага. Проксималният домен се дефинира като областта на първичния корен в контакт с втората приложена агарова плоча, докато дисталната област е към оригиналната агарова плоча, върху която са покълнали разсад. В Б, значителните разлики бяха анализирани за всеки етап с помощта на Student’s T тест (П < 0,05) статистически подобни групи са обозначени с една и съща буква. За Е, звездичката показва значителна разлика въз основа на точния тест на Фишер (П < 0,05). Среден брой LRs на сантиметър от първичен корен, показан в основата на колоните в стълбови диаграми. Лентите за грешки показват SEM. (Мащабна лента, 50 μm.)

Ориентацията на полюса на ксилема определя ъгъла, под който LR излизат (5). Използвайки ProS32:erGFP репортер, за да отбележим ориентацията на съдовия полюс, не открихме значително отклонение по отношение на оста въздух-агар, елиминирайки това като възможен фактор за хидрообразуване (Приложение на SI, Фиг. S5).

Най-ранният визуален маркер за позицията на бъдещите LR примордии е ProDR5:LUC+ репортер, който маркира PBSs. Moreno-Risueño et al. (4) по-рано показа, че растежът на корените на повърхността или през агар няма значително влияние върху броя на посочените PBSs, което показва, че хидрообразуването действа след спецификацията на PBS. Между спецификацията на PBS по надлъжната ос и активирането на асиметрични деления в FCs, трябва да се вземе допълнително решение, което е получило по-малко внимание. В АрабидопсисLRs ще се развият само от перициклични клетки, които покриват един от двата полюса на ксилема (5). Въпреки че две такива популации от клетки съществуват по периферната ос на корена, се избират перициклични клетки, съседни само на един полюс на ксилема. Ние постулирахме два модела за това как хидрошаблонирането влияе на LR моделирането по време на този интервал на развитие (Приложение на SI, Фиг. S6). В първия модел изборът на полюс на ксилема и последващата спецификация на FCs на този полюс са независими от местната среда, като по-късният етап на иницииране на LR е цел на хидрошаблониране. Този модел предвижда, че подобен брой FC трябва да бъде определен от страната на въздуха и контакта, като повечето FC от страната на въздуха остават в неподвижно състояние. Вторият модел постулира, че местните различия в околната среда по периферната ос отклоняват избора на полюс на ксилема и спецификацията на FC към контактната страна. Въз основа на този втори модел, бихме очаквали няколко неподвижни PBS, тъй като повечето ще бъдат посочени към разрешителната среда на контактната повърхност за начало.

При нашите условия на растеж, разсадът изразява ProDR5:LUC+ reporter разработи средно 11,9 общо изникнали LRs след 10 дни растеж, като 7,4 LRs се появиха към агара и 1,2 към въздуха (фиг. 2 ° С и д). По този начин разликата в появилите се LR между въздушната и контактната страна е ∼6,3. За да определим дали е съществувало количество неподвижни PBS, които биха обяснили тази разлика, ние визуализирахме ProDR5:LUC+ репортер и откри 13,4 LUC маркирани обекта. Ние проверихме, че експресията на репортер в PBSs се поддържа през цялата времева рамка на експеримента (Приложение на SI, Фиг. S7). Въз основа на разликата между броя на LUC-експресиращите огнища и появилите се LRs, ние изчислихме, че 1, 5 PBS са в покой на разсад. Този брой е значително по-нисък от броя, очакван въз основа на първия модел (6,3 неподвижни PBS). По този начин нашите данни са в съответствие с втория модел и предполагат, че хидрошаблонирането вероятно действа по време на спецификацията на FC.

Ако хидрообразуването действа според спецификацията на FC, тогава зрелите региони на първичния корен, където FCs вече са посочени, не трябва да реагират на бъдещи промени в разпределението на водата в околната среда. Чрез това разсъждение ние прогнозирахме, че регионите на корена, които преди са били изложени на въздух, няма да развият нови LR, ако впоследствие влязат в контакт с мокра повърхност. Ние директно тествахме това предсказание, като приложихме лист агар към въздушната страна на корена на an Арабидопсис разсад 5 d след поникване. Ориентацията на появата на LR се определя количествено в областите на първичния корен, който се е образувал преди и след прилагането на агаровата плоча. В регионите на първичния корен, които преди това са били изложени на въздух, пространственото разпределение на LRs е подобно в третираните корени с нетретираната контрола, докато в областите на първичния корен, образувал се след нанасяне на агаровата плоча, LRs се развиват във всички посоки (фиг. 2Е). Тези резултати са в съответствие с нашия модел, че хидромоделирането действа по време на спецификацията на FC и предполагат, че ориентацията на LRs се определя чрез отчитане на местната среда близо до върха на корена и впоследствие става фиксирана.

Биосинтезата на ауксин се индуцира от влага и е необходима за хидрообразуването.

След това попитахме кои сигнални пътища действат след влагата по време на хидрошаблониране. Предишна работа показа, че при условия на ограничаване на водата, развитието на LR е силно потиснато (16). Тежкото ограничаване на водата предизвиква ABA сигнализиране, за което е известно, че инхибира развитието на LRs (17). Ние открихме, че няколко мутанта, които нарушават сигнализирането на ABA, не са имали значителен ефект върху хидроформирането (Приложение на SI, Фиг. S8). От особено значение, pyr/pyl 112458 мутант, който е силно устойчив на третиране с ABA (18), показва нормално хидрообразуване (Приложение на SI, Фиг. S8). Тези данни разграничават хидрообразуването от класическия отговор на воден стрес и показват, че са включени сигнални пътища, различни от ABA.

Ауксинът е важна сигнална молекула, допринасяща за всички етапи от развитието на LR (19). Количествено определяне на концентрацията на индол-3-оцетна киселина (IAA) в цели корени на Арабидопсис показва значително увеличение, когато разсадът се отглежда върху среда с по-ниска концентрация на агар (фиг. 3А). Измервания на ендогенна ауксинова сигнализация с помощта на DII-ВЕНЕРА сензор, който се разгражда по начин, зависим от концентрацията на ауксин (20), показа подобни резултати (Приложение на SI, Фиг. S9). Освен това, транскрипционен репортер на ауксинов отговор, ProDR5: erGFP, показа увеличение на флуоресценцията във външните тъканни слоеве на корена при 1% агар в сравнение с 3% условия на агар (Приложение на SI, Фиг. S9). Тези резултати предполагат, че наличието на вода насърчава натрупването на ауксин, сигнализирането и реакцията.

Влагата активира биосинтезата и реакцията на ауксин. (А) Нивата на IAA, определени количествено чрез течна хроматография тандемна мас спектрометрия в цели корени, отгледани върху среда, съдържаща различни концентрации на агар (н = 3). (Б) Показват се максимални проекти на стекове на конфокални изображения DII-ВЕНЕРА репортерната експресия е по-висока на въздушната страна на корена спрямо контактната страна. Интензитетът на флуоресценция се показва с помощта на 16-цветна таблица за търсене. (° С) Количествено определяне на DII-ВЕНЕРА среден интензитет на ядрена флуоресценция в епидермиса, показан за различни области на корена. (д) Напречни сечения на оризови корени, изразяващи ProDR5:GUS репортер, показващ локална индукция на репортер от контактната страна на корена (върху агар) и равномерно активиране на репортера, когато корените се отглеждат в агар. (Е и Ф) В ProTIR2:TIR2:GUS reporter показва по-силна експресия във външните тъканни слоеве на разсад, отгледан на 1% в сравнение с 3% агар, количествено измерен в Ф. (Г) Два мутантни алела на триптофан аминотрансфераза на Арабидопсис (TAA1) показват силно потискане на хидрошарена (н ≥ 20). (Х) Показват се максимални проекции на стекове на конфокални изображения ProTAA1:GFP:TAA1 репортерна експресия в LRC и епидермиса на зоните на преход и удължаване. (аз) GFP флуоресценция количествено за типове клетки от страна на въздуха и контакта (н ≥ 8). (Дж) В PROWER:TAA1 трансгенът успя да спаси wei8-1 дефект на хидрошаблон в множество независими трансгенни линии, както е растежът на разсад върху среда, допълнена с IAA (К). Среден брой LRs на разсад, показан в основата на колоните в стълбови диаграми. Лентите за грешки показват SEM. Значителни разлики въз основа на точния тест на Фишер (П < 0,05) (Г, Дж, и К) или студентски T тест (П < 0,05) (А, ° С, Ф, и аз) с подобни групи, обозначени с една и съща буква. (Мащабни ленти, 50 μm.)

Попитахме дали пътят на ауксина е локално регулиран чрез контакт с мокра повърхност. Израз на DII-ВЕНЕРА сензорът е по-нисък от контактната страна на зоната на ранно съзряване, спрямо въздушната страна, въпреки че не са наблюдавани значителни разлики другаде (фиг. 3 Б и ° С). Тези данни предполагат, че по-високи нива на ауксин може да присъстват на контактната страна на първичния корен. Определянето на разликите в сигнализирането на ауксин в зоната на удължаване и перицикличните клетъчни слоеве не беше възможно с помощта на сензора DII-VENUS, тъй като интензитетът на флуоресценция беше много нисък в тези области на корена. При ориза, където радиалните напречни сечения се изследват по-лесно, репортерът за транскрипционен отговор на ауксина, ProDR5:GUS, показва по-високо оцветяване на контактната страна на зоната на ранно съзряване в сравнение с въздушната страна, докато равномерното активиране на репортера се наблюдава в корените, отглеждани през агар (фиг. 3д). Заедно тези данни предполагат, че наличието на вода може локално да насърчи натрупването на ауксин и неговия отговор.

TAA1 (също известен като WEI8, SAV3 и TIR2) кодира l-триптофан пируват аминотрансфераза, която превръща триптофан в индол-пировиноградна киселина, директен биосинтетичен предшественик на ауксина, IAA (21 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ –26). В ProTIR2:TIR2:GUS Reporter показва увеличение на експресията във външните тъканни слоеве при 1% агар в сравнение с 3% агарна среда, което предполага TAA1 може да контролира зависими от водата промени в биосинтезата на ауксин (фиг. 3 Е и Ф). Наистина ProTAA1:TAA1:GFP репортерната линия показва значителни разлики в нивото на експресия между контактната и въздушната страна на корена (фиг. 3 Х и аз) за страничната коренова капачка (LRC) обаче в епидермиса не са наблюдавани разлики.

TAA1 алели за загуба на функция wei8-1 и sav3-1 и двете показаха значително намаление на хидрошарена (фиг. 3Г), което показва, че TAA1-медиирана ауксинова биосинтеза е необходима за отговора. За да проверите дали пространственият модел на TAA1 Изразът е важен за хидрошарена, ние се опитахме да спасим wei8-1 дефекти чрез въвеждане на трансгени, които предизвикват конститутивна експресия в епидермиса (ProWEREWOLF:TAA1) или в целия корен (ProUBIQUTIN10:TAA1). И двете конструкции успяха да спасят хидрошаблон wei8-1 и не причиняват очевидни дефекти в усилването на функцията (фиг. 3Дж и Приложение на SI, Фиг. S9). Освен това, екзогенният IAA, добавен към медиите, може да спаси по подобен начин wei8-1 дефекти (фиг.3К). Тези данни предполагат, че TAA1-медиираната биосинтеза на ауксин е необходима за хидрообразуване, но че локализираната експресия на TAA1 и локалната биосинтеза на IAA не са необходими за предаване на позиционна информация, генерирана от местната среда.

Изтичането на ауксин и пътищата за реакция са необходими за Hydropatterning.

Транспортът на полярния ауксин е необходим за генериране на локализирани градиенти на ауксин, важни за моделирането на мястото на бъдещите странични органи (27). Ние третирахме разсад с различни концентрации на транспортируема форма на ауксин, IAA или 2,4-дихлорофеноксиоцетна киселина (2,4-D), която не се отделя ефективно от клетките (фиг. 4 А и Б) (28). Въпреки че IAA няма значителен ефект, 2,4-D може силно да наруши хидрошабирането дори при ниски концентрации, което предполага, че способността на корена да транспортира ауксин може да е важна за хидрошабирането. Проучихме различни генетични среди, засегнати от ПИН-медииран изтичане на ауксин и установихме, че Pro35S: PIN1 линия силно наруши процеса (Приложение на SI, Фиг. S10). Загуба на щифтови 3 (ПИН3) функцията имаше скромен ефект, който беше подобрен в щифт 2/3/7 мутантен фон (фиг.4° С) (29). В щифт 7 и на щифт 3/7 двоен мутант също показа значителни дефекти, докато други щифт алелите не повлияват хидрошаблонирането (Приложение на SI, Фиг. S10). Тези данни показват, че е необходим нормален път на транспортиране на ауксин за хидрообразуване и това може да бъде нарушено чрез неправилна експресия или мутации на загуба на функция в определени членове на транспортния път.

Транспортните пътища на изтичане на ауксин са необходими за хидрошаблониране. Ефект на IAA (А) или 2,4-D (Б) третиране върху хидропатернинг (н ≥ 20). (° С) щифт 3-4 и щифт 2/3/7 мутанти показаха дефекти в хидроформирането (н ≥ 20). (д) Корени, изразяващи ProPIN3:PIN3:GFP и ProDR5:N7:VENUS репортери. Оптични напречни сечения в клетъчния слой на кората (Горен) или в перицикъла (Нисък). Оцветяване с пропидиев йодид (пурпурно), PIN3:GFP (зелено, локализирано на плазмената мембрана) и N7:VENUS (циан, ядрен). (Е) Радиално напречно сечение разкрива силна локализация към страничните напречни стени между клетките на кората (жълта стрелка). (Ф) Честотата, с която се наблюдават ранните етапи на развитие на LR от въздушната и контактната страна на първичния корен и дали тези примордии са свързани с експресията на PIN3:GFP в земната тъкан (н = 9). (Г) Трансактивиране на axr3-1 експресията в COR/END има най-силен ефект при потискане на хидроформирането (н ≥ 20). Среден брой LRs на разсад, показан в основата на колоните в стълбови диаграми. Лентите за грешки показват SEM. Значителни разлики въз основа на точния тест на Фишер (П < 0,05) с подобни групи, обозначени с една и съща буква. (Мащабни ленти, 50 μm.)

Ние изследвахме модела на пространствена локализация на протеина PIN3, използвайки GFP репортер (ProPIN3:PIN3:GFP) и установи специфично обогатяване в кортекса и ендодермалните клетки (земната тъкан), покриващи ранен стадий на LR примордиите от контактната страна (фиг. 4 д и Е). PIN3:GFP беше локализиран към всички повърхности на тези клетки и беше особено обогатен в напречната стена между съседни кортексни клетки, покриващи LR примордия (фиг. 4Е). Малко ранни примордии се развиват от въздушната страна и те обикновено се свързват с много слаба или липсваща експресия на PIN3:GFP. Количественото определяне на тези резултати разкри, че примордиите на ранен стадий-I са предимно свързани с тези петна на експресия на PIN3:GFP от контактната страна и тези първични примордии са били в състояние да преминат към по-късни етапи на развитие (Фиг. 4Ф). Не наблюдавахме свързана с земната тъкан експресия на PIN3 в отсъствието на примордиум, което предполага, че PIN3 вероятно действа след спецификацията на FC и може да насърчи започването на развитие на LR от контактната страна. Тази роля на PIN3 е в съответствие с предишно проучване, което показва, че PIN3 действа в ендодермиса, за да насърчи инициирането на LR (30). Анализът на PIN2 репортер не разкри очевидни разлики в модела на изразяване между контактната и въздушната страна на корена (Приложение на SI, Фиг. S10). Тези данни предполагат, че ПИН транспортерите могат да играят роля в поддържането на локални разлики в концентрацията на ауксин между въздуха и контактната страна, но вероятно не генерират такива градиенти чрез диференциална експресия или локализация между тези страни.

За да проучим къде регулирането на транскрипцията на ауксин е важно за хидромоделите, ние използвахме трансактивационната система GAL4/UAS за неправилно експресиране axr3-1 в различни клетъчни слоеве (31). В axr3-1 мутантния алел кодира доминиращ супресор на ауксиновите транскрипционни отговори (32). Наблюдавахме значително намаляване на хидрошаблонирането в J0571>>axr3-1 линия [кора (COR) и ендодермис (END)], и по-малко в J0951>>axr3-1 [епидермис (EPI), слаба експресия на кората] и Q0990>>axr3-1 [стела (STE), без експресия на перицикл (PER)] линии (фиг.4Г). По този начин, слоевете на приземната тъкан могат да бъдат важни проводници и центрове за реакция за ауксин по време на хидрообразуване. Тези данни предполагат, че възприемането на локална влага може да се случи чрез каскада от сигнални събития, инициирани във външните тъканни слоеве, които в крайна сметка се предават на перицикла.


Историческа справка

Доказателства, че праисторическите хора са оценили формата и структурата на съвременните си животни, са оцелели под формата на рисунки по стените на пещери във Франция, Испания и другаде. По време на ранните цивилизации на Китай, Египет и Близкия изток, когато хората се научиха да опитомяват определени животни и да отглеждат много плодове и зърнени храни, те също придобиха знания за структурите на различни растения и животни.

Аристотел се интересуваше от биологична форма и структура и неговата Historia animalium съдържа отлични описания, ясно разпознаваеми в съществуващите видове, на животните от Гърция и Мала Азия. Той също се интересува от морфология на развитието и изучава развитието на пилетата преди излюпване и методите на отглеждане на акули и пчели. Гален е сред първите, които прави дисекция на животни и прави внимателни записи на своите наблюдения върху вътрешните структури. Неговите описания на човешкото тяло, въпреки че остават безспорен авторитет в продължение на повече от 1000 години, съдържат някои забележителни грешки, тъй като се основават на дисекции на прасета и маймуни, а не на хора.

Въпреки че е трудно да се определи точно появата на съвременната морфология като наука, една от ранните забележителности е публикуването през 1543 г. De humani corporis fabrica от Андреас Везалий, чиито внимателни дисекции на човешки тела и точни рисунки на неговите наблюдения разкриха много от неточностите в по-ранните описания на Гален на човешкото тяло.

През 1661 г. италианският физиолог Марчело Малпиги, основателят на микроскопичната анатомия, демонстрира наличието на малки кръвоносни съдове, наречени капиляри, които свързват артериите и вените. Съществуването на капиляри е постулирано 30 години по-рано от английския лекар Уилям Харви, чиито класически експерименти върху посоката на кръвния поток в артериите и вените показват, че между тях трябва да съществуват малки връзки. Между 1668 и 1680 г. холандският микроскопист Антони ван Льовенхук използва наскоро изобретения микроскоп, за да опише червените кръвни клетки, човешки сперматозоиди, бактерии, протозои и различни други структури.

Клетъчните компоненти - ядрото и ядрото на растителните клетки и хромозомите в ядрото - и сложната последователност от ядрени събития (митоза), които възникват по време на клетъчното делене, са описани от различни учени през 19 век. Organographie der Pflanzen (1898–1901 Органография на растенията, 1900–05), великото произведение на немския ботаник Карл фон Гьобел, който е свързан с морфологията във всичките й аспекти, остава класика в тази област. Британският хирург Джон Хънтър и френският зоолог Жорж Кювие са пионери в началото на 19-ти век в изучаването на подобни структури при различни животни - т.е. сравнителна морфология. По-специално Кювие е сред първите, които изучават структурите както на вкаменелостите, така и на живите организми и му се приписва основаването на науката палеонтология. Британски биолог сър Ричард Оуен разработи две концепции от основно значение в сравнителната морфология - хомология, която се отнася до вътрешното структурно сходство, и аналогия, която се отнася до повърхностно функционално сходство. Въпреки че концепциите предшестват Дарвиновия възглед за еволюцията, анатомичните данни, на които се основават, станаха, до голяма степен в резултат на работата на немския сравнителен анатом Карл Гегенбаур, важно доказателство в полза на еволюционната промяна, въпреки постоянното нежелание на Оуен да приеме възгледа на диверсификация на живота от общ произход.

Един от основните насоки в съвременната морфология е изясняването на молекулярната основа на клетъчната структура. Техники като електронната микроскопия разкриват сложните детайли на клетъчната структура, осигуряват основа за свързване на структурните детайли с конкретните функции на клетката и показват, че определени клетъчни компоненти се срещат в различни тъкани. Изследванията на най-малките компоненти на клетките изясняват структурната основа не само за свиването на мускулните клетки, но и за подвижността на опашката на сперматозоидите и подобните на косми издатини (реснички и флагели), открити при протозои и други клетки. Изследвания, включващи структурните детайли на растителните клетки, макар и започнати малко по-късно от тези, свързани с животинските клетки, разкриха завладяващи факти за такива важни структури като хлоропластите, които съдържат хлорофил, който функционира при фотосинтезата. Вниманието е насочено и към растителните тъкани, съставени от клетки, които запазват способността си да се разделят (меристеми), особено по върховете на стъблата, и връзката им с новите части, които пораждат. Структурните детайли на бактериите и синьо-зелените водорасли, които са сходни помежду си в много отношения, но значително различни както от висшите растения, така и от животните, са изследвани в опит да се определи техният произход.

Морфологията продължава да бъде от значение в таксономията, тъй като морфологичните характеристики, характерни за определен вид, се използват за идентифицирането му. Тъй като биолозите започнаха да отделят повече внимание на екологията, идентифицирането на растителни и животински видове, присъстващи в даден район и може би променящи се в брой в отговор на промените в околната среда, става все по-значимо.


Видове оцветяване


Обикновено оцветяване

Той определя формата на клетката, размера и разположението на микроорганизмите. Това е много бърз или прост метод за изпълнение и използва само едно петно. Те са два вида, а именно директно и индиректно оцветяване.

Характерни разлики между директно и индиректно оцветяване:

ХарактеристикиДиректно оцветяванеНепряко оцветяване
Използвано петноОсновно петноКиселинно петно
Зареждане на петнаПоложителенОтрицателно
ПримериМетиленово синьо, кристално виолетово, карбол фушинНигрозин, индийско мастило, конго червено
РезултатОцветява екземпляраОцветява фона
Общ изглед след оцветяване
Принцип за обезцветяванеПоради положително зареденото петно, то се привлича към отрицателно заредената клетка, следователно се фиксира към клетката, която запазва цвета на петното, което води до безцветен фон с цветна клетка.Поради отрицателно зареденото петно, то се отблъсква от отрицателно заредената клетка, следователно не се фиксира към клетката, което води до безцветна клетка с цветен фон.

Диференциално оцветяване

Той прави разлика между физичните и химичните свойства на две различни групи от организъм в зависимост от характеристиките на клетъчната стена. Това прави използването на множество или повече от едно петна. Тя може да бъде категоризирана в два вида, които са дадени по-долу:

Той предоставя важен инструмент за диференциране на двете основни групи бактерии, т.е. грам-положителни и грам-отрицателни. Д-р Ханс Кристиан Йоахим Грам въвежда този метод през 1884 г. Извършва се чрез използване на диференциално оцветяване, известно като оцветяване по Грам.

Процедура:

Оцветяване по ГрампротоколГрам положителни бактерииГрам отрицателни бактерии
Първично оцветяванеТермофиксираната намазка се залива с кристално виолетово и се оставя да престои 1 минута.
МордуванеСлед измиване йодът се залива и се оставя да престои 1 минута.
ОбезцветяванеСлед измиване се добавя алкохол, който се измива веднага
Контра оцветяванеНакрая сафранинът се налива върху намазката и се оставя да престои 30 секунди, след което се измива с вода.
НаблюдениеСлед изсушаване на въздух, поставете една капка маслено потапяне върху намазката и настройте микроскопа, за да идентифицирате пробата, независимо дали е грам-отрицателна или грам-положителна.
Изглежда лилав на цвят поради тейхоева киселина, която издържа на първичното петно.Изглежда розов на цвят поради липса на тейхоева киселина, алкохолът създава пори в клетката, което обезцветява основното петно

Той разграничава видовете микобактерии от другите групи бактерии. Пол Ерлих го разработи за първи път през 1882 г. А по-късно тази техника е модифицирана от учен на име Зийл Нилсън.

Процедура

Бързо оцветяване с киселинапротоколКиселинно бързи бактерииНекиселинеустойчиви бактерии
Първично оцветяванеТермофиксираната намазка се залива с карбол фушин и се оставя да престои 1 минута.
ОбезцветяванеСлед измиване се добавя кисел алкохол.
Контра оцветяванеНакрая метиленово синьо се налива върху намазката и се оставя да престои 30 секунди, след което се измива с вода
НаблюдениеСлед изсушаване на въздух, поставете една капка маслено потапяне върху намазката и настройте микроскопа, за да идентифицирате пробата, независимо дали пробата е киселинноустойчива или не.
Изглежда червен на цвят поради наличието на миколова киселина, която издържа на цвета на първичното петно ​​и не се обезцветява.Изглежда сини на цвят, тъй като им липсва миколова киселина, алкохолът създава пори в клетката, които обезцветяват основното петно.

Специално оцветяване

Той помага при идентифицирането на определени вътрешни и външни структурни компоненти на образеца. Включва оцветяване на капсули, ендоспори и флагели.

Той отличава капсулата от останалата част от клетъчното тяло. Това се осъществява чрез използването както на положителни, така и на отрицателни багрила.

Капсула: Може да се определи като полизахаридна обвивка, която обгражда клетъчната стена. Капсулата изпълнява много функции като клетъчна защита срещу изсушаване, фагоцитни действия и също така помага при прикрепването на клетките към гостоприемника. Капсулата е отговорна за патогенността или вирулентността на организма. Може да се види в клетките на грам-положителните и грам-отрицателните бактерии.

Процедура

Оцветяване на капсулипротоколДиаграма
Първично оцветяванеКапка индийско мастило се поставя върху чист слайд.
РазмазванеСлед това инокулумът се намазва с боя.
ВлаченеИзползвайте друг слайд, за да плъзнете сместа в тънък филм и след това изсушете на въздух.
Вторично оцветяванеКристално виолетовото се наводнява върху тънкия филм и след това се изсушава на въздух.
НаблюдениеРазгледайте клетките дали са капсулирани или не.
Интерпретация на резултата
Положително: Образуването на зона се случва на тъмен фон
Отрицателно: Не се получава образуване на зона

Той диференцира ендоспората от вегетативната клетка и използва както киселинни, така и основни оцветители.

Ендоспора: Терминът сам по себе си определя значението му, в което endo означава вътрешно, а spore означава репродуктивна структура. Следователно ендоспорите са репродуктивните структури, присъщи на клетката. Той действа като спяща спора, която може да устои на тежки физически и химични условия. Ендоспорите обикновено се срещат в грам-положителните бактерии. Според позицията си те биват три вида, както е показано по-долу:

Процедура

Оцветяване на ендоспорипротоколДиаграма
Първично оцветяванеМалахитово зелено се залива върху намазката
Топлинно фиксиране След това сместа се фиксира с топлина
ОбезцветяванеОбезцветен от вода
Контра оцветяванеСлед това сафранинът се наводнява върху сместа и след това се изсушава на въздух
НаблюдениеРазгледайте предметното стъкло под микроскоп, независимо дали има ендоспора или не
Интерпретация на резултата:
Положителен: Ако присъства ендоспора, тя ще изглежда зелена на цвят, докато вегетативната клетка изглежда розова
Отрицателно: И ако ендоспората липсва, тогава само вегетативните клетки ще изглеждат розови на цвят

Той помага при идентифицирането на подвижността на бактериите чрез наличието или отсъствието на флагели. Използва се киселинно и неутрално оцветяване.

Жгутици: Това са дълги, нишковидни структури, които излизат извън клетъчната мембрана. Основната му функция е да осигурява подвижност или придвижване. Според подредбата те са от следните видове:

Атрихозна: Те са без флагели.
Монотриха: В единия край има единичен флагел.
Амфитрих: Единичен флагел има и в двата края.
Лофотрих: В единия край се намират гроздове от флагели.
Перитрих: Жгутиците се намират по цялата клетъчна повърхност.

Процедура

Оцветяване на флагелапротоколДиаграма
Първично оцветяванеЕдна капка лайфсоново петно ​​се налива върху намазката
Вторично оцветяванеСлед това се добавя метиленово синьо и се оставя да престои една минута
НаблюдениеРазгледайте външния вид на флагела, за да разберете дали бактериите са подвижни или не
Интерпретация на резултата:
Положителен: Ако присъстват флагела, тогава тя ще изглежда червена на цвят, докато клетката изглежда синя
Отрицателно: И ако не присъства, само клетката ще изглежда синя на цвят

Примери за бактерии в различни методи за оцветяване

Приложения

  • Методите за оцветяване имат широко приложение както в биологичните, така и в биохимичните изследвания.
  • Използва се при оцветяване на метал.
  • Използва се при боядисване на дърво.

Заключение

Различни техники за оцветяване се използват за различни цели, като например изследване на бактериалната морфология и изследване на вътрешни и външни клетъчни компоненти. Може да се използва и за идентифициране на конкретната група бактерии, след което можем допълнително да класифицираме вида на пробата, въз основа на тяхното поведение на растеж и микроскопични характеристики.


Гледай видеото: Колко ОТРОВНА може да бъде градината Алнуик (Август 2022).