אוסף מהיר של ניחוח פרחוני וולאטילס באמצעות מרחב ראש שיטה איסוף נדיפות עבור GC-MS מדגם תרמי
Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לאיסוף ניחוח פרחוני אנטימיקרוביאלים מפרחים פורחים, באמצעות הליך דגימה לא הרסני.
Abstract
בריחות של משפחות פרחים רבות שנדגמו והבולנים נותחו. ידיעת תרכובות המרכיבים את הניחוחות יכול להיות צעד חשוב לשימור של פרחים מאוימים או בסכנת הכחדה. כי ניחוח פרחוני הוא קריטי למשיכת המאביקים, שיטה זו יכולה לשמש כדי להבין טוב יותר או אפילו לשפר את האבקה. אנו מציגים פרוטוקול באמצעות מסנן אוויר נייד ואקום לאסוף ניחוח פרחוני volatiles, אשר מנותח לאחר מכן על ידי GC-MS. על-ידי שימוש בשיטה זו, ניתן לדגום את הבושם באמצעות שיטה שאינה הרסנית עם מכונה שהיא מועברת בקלות. מתודולוגיה זו משתמשת הליך דגימה מהירה, חיתוך זמן הדגימה למטה מ 2-3 שעות עד כ 10 דקות. באמצעות GC-MS, תרכובות הניחוח ניתן לזהות בנפרד, מבוסס על סטנדרטים אותנטיים. השלבים המשמשים לאיסוף נתונים ניחוח ושליטה מוצגים, מתוך הגדרת חומרים לאיסוף פלט הנתונים.
Introduction
פרחים בדרך כלל לייצר ניחוח המשמש למשיכת מאביקים. ניחוחות אלה מורכב של תרכובות כימיות רבות מתנהגים יחד כמו תערובת פרחונית1,2,3. ללא ניחוחות אלה, פרחים יהיה פחות סביר להעביר את המידע הגנטי שלהם באמצעות המאביקים. ניחוח פרחוני תועד במשפחות צמחים פורחים רבים, עם ורצ להיות אחת המשפחות הנפוצות יותר למדו4. כדי להבין את התפקיד של ניחוח פרחוני באבקה, חשוב לאסוף ולנתח את תרכובות כימיות הנפלטים מן הפרחים בזמנים שונים של היום, במהלך מספר ימים לשבועות פורח פרחים פתוחים, כמו ניחוח יכול להשתנות לאורך זמן5.
פרוטוקול מוקדם לסוג זה של דגימה פותחה על ידי הית ו מאנוקיאן6. המטרה של שיטות הדגימה שלהם הייתה להפחית את הלחץ על הדגימה (למשל, צמחים, חרקים) שנחקרו. עיתונים קודמים תועדו כי הליכים הרסניים למפעל נדרשו, כגון הסרת פרחים פורחים על מנת לאסוף את הבושם. יותר לאחרונה הפרסומים ניחוח פרחוני על ידי cancino ו דיימון7, 8 השתמשו בשיטות דומות. מחקר זה לשים את הפרחים בתאי זכוכית והעביר אוויר מטוהרים עליהם; אז תרכובות ניחוח מן החדר נספג על adsorbents פולימר נקבובי ברור פיפטות פסטר. הניחוחות נאספו לפחות שעתיים במהלך המחקר הזה. Sadler ואח ‘9 ביצע מחקרים בניחוח פרחוני על סחלב אפיטי בדרום פלורידה, בדומה למחקר המקורי10. שוב, מחקר זה דרש את הפרחים להיות שנדגמו במשך יותר משעתיים כדי לאסוף את הבושם ניחוח, עם ניחוח שנאסף על adsorbent נקבובי מכופף. הנייר כאן מציג שיטה שאינה הרסנית המאפשרת דגימה מהירה הרבה יותר, הנמשכת רק 10 דקות. כמו כן, במקום להשתמש בתנור חדר זכוכית שקיות אפייה משמשים, אשר מאפשרים תנועה גמישה יותר של החדר ולהפחית את הסיכויים של נזק לפרחים. תיקים אלה מגיעים במספר גדלים המאפשרים אפשרות לבחור את גודל השקית שתתאים בקלות לדגימות בודדות מבלי לפגוע במדגם או בחומר שמסביב. Adsorbent בשימוש במחקר זה היה Tenax נקבובי מפולימר Adsorbent. זה שונה Porapak, בגלל המדגם יכול להיות thersorbed על העמודה GC-MS לניתוח, ביטול השימוש של ממיס כימית.
השיטות במחקר זה לספק דרך במהירות לדגום וולאטילס ניחוח המיוצר על ידי פרחים, ניתן להשתמש כדי לדגום אנטימיקרוביאלים מדגימות אחרות, כמו גם, כמו פרומונים חרקים, או וולאטיקלס פטריות. הזמן המוקצב לדגימה משמעו שיש פחות לחץ על המדגם והיכולת לאסוף דגימות רבות בפרק זמן קצר. לדוגמה, ב-Sadler et al.9, הפרח היה רק ריחני בלילה, כך רק שניים או שלושה דגימות ניתן לאסוף בכל לילה. עם השיטה כאן, ניתן לקחת דגימות כל הלילה במרווחים של 15-20 דקות מאותו פרח. בנוסף, על-ידי שימוש בשקיות במקום בתאי זכוכית, ניתן להשעות את החלל הקדמי בצורה קלה יותר לדיגום בשטח באוסף באתרו בסכנת הכחדה או מאיימת על מינים צמחיים. באמצעות השיטה המוצגת כאן, הצלחנו לדגום פרחים 1.5 עד 2 מטר מעל הקרקע. שיטות אלה שימושיות במידה רבה עבור אוסף הבושם במעבדה ובתחום, ומספקת לחוקרים טכניקת דגימה מהירה ובלתי הרסנית למדגם.
Protocol
Representative Results
Discussion
למרות שטכניקה זו היא בעלת ערך רב מאוד עבור מהירות הדגימה והניידות שלה, מגבלה אחת משתמשת בו עבור מינים אפיפטיים, או הגדלים על עצים ולא מהקרקע. במחקר המקורי10, אחד הפרחים שנדגמו היה אפיטיק. מכיוון שהמכונה כבדה מכדי להיתלות בחופשיות, יש לעשות בסיס יציב ומוגבה לדגימה. בנוסף, ניתן לח?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
משרד החקלאות משרד המחקר מספר 6036-22000-028-00D. השימוש בשמות המסחר, המשרד או התאגידים בפרסום זה מיועד למידע ולנוחות של הקורא. שימוש כזה אינו מהווה הסכמה רשמית או אישור של מחלקת החקלאות של ארצות הברית או שירות המחקר החקלאי של כל מוצר או שירות להדרה של אחרים שעשויים להיות מתאימים. בנוסף, מחלקת אוניברסיטת פלורידה ביולוגיה-לואיס ו ורנה ווהן מלגת ביולוגיה של אורכידאה (2017), ומלגת מחקר בוגרת אוניברסיטת פלורידה (2014-2018) סיפקה גם מימון. אנו מודים גם סינדי בנינגטון מאוניברסיטת סטטסון עבור צמח הסחלב בשימוש במהלך הצילומים של וידאו זה.
Materials
| Bulkhead Union | Cole-Palmer | UX-06390-10 | |
| FEP tubing | Cole-Palmer | UX-06407-60 | |
| Gas Chromatography | Hewlett Packard | 6890 | |
| Glass Wool, Silanized | Sigma-Aldrich | 20411 | |
| Inlet liner | Agilent | 5062-3587 | |
| Mass Spectrometer | Hewlett Packard | 5973 | |
| Reynolds oven bag | Reynolds Consumer Products | Turkey size | |
| Tenax Porous Polymer Adsorbent | Sigma-Aldrich | 11982 |
References
- Knudsen, J. T., Tollsten, L., Bergstrom, L. G. Floral scents- A checklist of volatile compounds isolated by head-space techniques. Phytochemistry. 33, 253-280 (1993).
- Dudareva, N. A., Pichersky, E. . Biology of floral scent. , (2006).
- Altenburger, R., Matile, P. Rhythms of fragrance emission in flowers. Planta. 174, 242-247 (1988).
- Dodson, C. H., Dressler, R. L., Hills, H. G., Adams, R. M., Williams, N. H. Biologically active compounds in orchid fragrances. Science. 164, 1243-1249 (1969).
- Theis, N., Raguso, R. A. The effect of pollination on floral fragrance in thistles. Journal of Chemical Ecology. 31 (11), 2581-2600 (2005).
- Heath, R. R., Manukian, A. Development and evaluation of systems to collect volatile semiochemicals from insects and plants using a charcoal-infused medium for air purification. Journal of Chemical Ecology. 18, 1209-1226 (1992).
- Cancino, A., Damon, A. Comparison of floral fragrance components of species of Encyclia and Prosthechea (Orchidaceae) from Soconusco, southeast Mexico. Lankesteriana. 6, 83-139 (2006).
- Cancino, A., Damon, A. Fragrance analysis of euglossine bee pollinated orchids from Soconusco, south-east Mexico. Plant Species Biology. 22, 129-134 (2007).
- Sadler, J. J., Smith, J. M., Zettler, L. W., Alborn, H. T., Richardson, L. W. Fragrance composition of Dendrophylax lindenii (Orchidaceae) using a novel technique applied in situ. European Journal of Environmental Science. 1, 137-141 (2011).
- Ray, H. A., Stuhl, C. J., Gillett-Kaufman, J. L. Floral fragrance analysis of Prosthechea cochleata (Orchidaceae), an endangered native, epiphytic orchid, in Florida. Plant Signaling and Behavior. , (2018).
- . National Institute of Standards and Technology. U.S. Department of Commerce Available from: https://www.nist.gov/ (2019)
