Quantifizierung der Pflanze lösliche Protein und verdauliche Kohlenhydrate Inhalt, Verwendung von Mais (Zea Mays) als ein Exemplar

Pflanzlicher Biomasse bildet die Grundlage für praktisch alle terrestrischen Nahrungsketten. Pflanzen Nährstoffe aus dem Boden über ihre Wurzeln zu erwerben und nutzen Sonnenlicht in ihrem Blatt-Gewebe Biomoleküle zu synthetisieren. Vor allem Kohlenstoff und Stickstoff werden verwendet, um Kohlenhydrate, Proteine (bestehend aus Aminosäuren) zu erstellen, und Lipide, die erforderlich sind, bauen pflanzlicher Biomasse (es sei darauf hingewiesen, dass in Pflanzen Physiologie bezieht sich der Begriff “Makronährstoffs” oft auf Boden-Elemente, z. B. N, P, K und S, jedoch verweisen in diesem Artikel der Begriff Biomoleküle wie Proteine, Kohlenhydrate und Lipide auf). Als Pflanzenfresser Pflanzenmaterial verbrauchen, sind die Makronährstoffe in Pflanzengewebe enthalten in ihre Bestandteile zerlegt und dann verwendet, um die physiologischen Prozesse des Verbrauchers zu fahren. Auf diese Weise haben Pflanze Makronährstoffe einen starken Einfluss auf Verbraucher Physiologie sowie wichtige Implikationen für höhere Ordnung ökologische Wechselwirkungen und Nahrungsnetz Dynamik.

Über das Tierreich sind lösliche Protein und verdauliche Kohlenhydrate die Makronährstoffe, die am ehesten zu überleben, Fortpflanzung und Leistung¹gebunden. Darüber hinaus Regeln die Mehrzahl der Tiere aktiv ihre Einnahme von diesen beiden Makronährstoffe kennenlernen ihrer physiologischen Anforderungen^1,2. Dies gilt insbesondere für Insekten Pflanzenfresser, die erkennen, die Konzentration von Zucker und Aminosäuren in Pflanzengeweben, die wiederum Fressverhalten leitet. Infolgedessen Pflanze lösliche Protein und Gehalt an verdaulichen Kohlenhydraten hat eine starke Rolle in der Evolution von Pflanzen-Insekten-Interaktionen.

Während Daten zur Anlage lösliche Protein und Gehalt an verdaulichen Kohlenhydraten relativ selten sind (aber siehe^{6,7,8,9,10,11}), gibt es ein Übergewicht von Daten zur Anlage elementare Inhalte (Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor). Vor allem deshalb, weil Elemente eine wichtige Rolle im Werk Mineralnährstoffe^{3,4,5 spielen}. Wo Elemente gemessen werden, Zusammenhänge wurden verwendet, um die Menge an löslichen Protein und verdauliche Kohlenhydrate zu extrapolieren, aber genaue Berechnungen sind oft schwer zu bekommen. Beispielsweise ist es unmöglich, Kohlenstoff als Indikator Pflanze verdauliche Kohlenhydrate Inhalte zu verwenden, da Kohlenstoff in alle organischen Verbindungen ubiquitär vorhanden ist. Eine stärkere Beziehung besteht zwischen elementaren Stickstoff und Pflanze lösliche Protein-Inhalt, und generalisierte Stickstoff-Protein Umrechnungsfaktoren werden häufig genutzt. Allerdings gibt es starke Hinweise, dass Stickstoff-Protein Konvertierungen höchst artspezifische^{12,13,14,15 sind}, Nutzung der generalisierten Umwandlung wahrscheinlich ungenau. Aus diesem Grund ungenau Stickstoff-Protein Umrechnungsfaktoren oft, besonders in dem Maße, die für Ernährungsstudien an Pflanzenfresser erforderlich ist. Darüber hinaus kann das Vorhandensein von N-haltigen Pflanzen allelochemischer, z. B. Alkaloide und glucosinolate, die oft giftig für Pflanzenfresser, sind diese Konvertierungen verwechseln.

Hier bieten wir zwei chemische Tests zur Messung der Konzentration von löslichen Proteinen und verdauliche Kohlenhydrate in pflanzlichen Geweben. Diese Tests werden separat vorgestellt, aber es wird empfohlen, dass sie gleichzeitig verwendet werden, die gleichen Pflanzenproben zu analysieren um eine umfassendere Analyse der Pflanze Makronährstoffe zu erreichen. Beide beschäftigen ähnliche Methoden, d. h. eine Extraktion, gefolgt von Quantifizierung über Absorption. Pflanze Probe Prep ist auch identisch für beide Protokolle, macht es einfach, beide Analysen parallel laufen. Das Dienstprogramm diese Assays nicht ergeben sich aus ihre Neuheit, da sie sich auf ältere, verlassen (Bradford, Jones, Dubois) etablierte farbmetrischen Assays^16,17,18, aber hier organisierten wir eine klare und leicht verständliche Protokoll, das diese Methoden eher obskuren anlagenspezifischen Extraktion Techniken^17,19 kombiniert, um die Anwendung dieser Assays für diejenigen in Anlage-relevanten Bereichen besser zugänglich zu machen.

Für beide Assays werden Pflanze Makronährstoffe zuerst körperlich durch Einfrieren, Lyophilisation und Schleifen das Pflanzenmaterial extrahiert. Die lösliche Protein Assay weitere chemische Extraktion^17,19 durch mehrere Runden von aufschütteln und Heizung Proben in NaOH Lösung erfolgt. Bekannten Bradford-Test, Verwendung von Coomassie brilliant blue G-250, wird dann verwendet, um lösliche Proteine und Polypeptide zwischen 3.000-5.000 Dalton^16,17zu quantifizieren. Dieser Test hat eine Reichweite zwischen 1-20 µg Gesamt Protein pro Mikrotestplatte gut oder < 25 µg/mL, aber tut nicht Maßnahme Freie Aminosäuren. Extraktionsschritt verdauliche Kohlenhydrate Assay basiert auf die verdünnte Säure Methode von Smith Et al. ²⁰ und die Isolation der lösliche Zucker, Stärke, und Fructosan – aber nicht strukturelle Kohlenhydrate erlaubt. Ein Phenol-schweflige Säure Quantifizierungsmethode stammt von Dubois Et al. ¹⁸ und misst alle Mono-, Oligo-Polysaccharide (sowie und Methyl-Derivate). Dieser Test ist in der Lage, bestimmte Zucker zu quantifizieren, aber hier benutzen wir es als Indikator für den Gehalt an Gesamt verdaulichen Kohlenhydraten (siehe Smith Et Al. ²⁰ für eine detailliertere Analyse). Diese Tests messen zusammen, die beiden Makronährstoffe, die stark gebunden sind, um Öko-Physiologie Pflanzenfresser, Leistungsfähigkeit sowie die Bereitstellung von wichtiger Daten auf Ressource Qualität an der Basis der terrestrischen Nahrungsketten zu Pflanzen. Präsentiert diese Protokolle fördert die Generation der Pflanze Makronährstoff-Datasets, um eine tiefer gehende Verständnis der Pflanzenphysiologie, Herbivore Ernährung Ökologie und Pflanze-Pflanzenfresser Interaktionen zu erhalten.