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Enregistrement W4220850197 · doi:10.1186/s13007-022-00873-3

Design and fabrication of an improved dynamic flow cuvette for 13CO2 labeling in Arabidopsis plants

2022· article· en· W4220850197 sur OpenAlexafffund
Sonia E. Evans, Peter Duggan, Matthew E. Bergman, Daniela Cobo-López, Benjamin B. Davis, Ibadat Bajwa, Michael A. Phillips

Notice bibliographique

RevuePlant Methods · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiquePlant biochemistry and biosynthesis
Établissements canadiensSt. Michael's HospitalUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaUniversity of Toronto
Mots-clésCuvettePhotosynthetically active radiationBiological systemPhotosynthesisBotanyEnvironmental scienceChemistryPhysicsBiologyOptics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background Stable isotope labeling is a non-invasive, sensitive means of monitoring metabolic flux in plants. The most physiologically meaningful information is obtained from experiments that take advantage of the natural photosynthetic carbon assimilation pathway to introduce a traceable marker with minimal effects on the physiology of the organism. The fundamental substrate in isotopic labeling experiments is13CO2, which can reveal the earliest events in carbon assimilation and realistically portray downstream metabolism when administered under conditions suitable for making kinetic inferences. Efforts to improve the accuracy and resolution of whole plant labeling techniques have focused on improvements in environmental control, air flow characteristics, and harvesting methods. Results Here we present a dynamic flow cuvette designed for singleArabidopsis thalianalabeling experiments. We have also verified its suitability for labelingNicotiana benthamianaand essential oils inPelargonium graveolens. Complete plans for fabrication of this device are included. The design includes three important innovations. First, uniform, circular air flow over the rosette surface is accomplished by a fan and deflector that creates a mini-cyclone effect within the chamber interior. Second, a network of circulating canals connected to a water bath provides temperature control to within ± 0.1 ºC under variable irradiance, humidity, and air flow conditions. When photosynthetically active radiation (PAR) was varied over a range of 1000 μEinsteins m−2 s−1with no adjustment to the external temperature control system, the abaxial leaf temperature changed by < 3 ºC/1000 PAR. Third, the device is fully compatible with liquid nitrogen quenching of metabolic activity without perturbation of the light environment. For short labeling experiments (< 10 s), the most critical variable is the half-life (t1/2) of the atmosphere within the chamber, which determines the maximum resolution of the labeling system. Using an infrared gas analyzer, we monitored the atmospheric half-life during the transition from12CO2to13CO2air at different flow rates and determined that 3.5 L min−1is the optimal flow rate to initiate labeling (t1/2 ~ 5 s). Under these conditions, we observed linear incorporation of13C into triose phosphate with labeling times as short as 5 s. Conclusions Advances in our ability to conduct short term labeling experiments are critical to understanding of the rates and control of the earliest steps in plant metabolism. Precise kinetic measurements in whole plants using13CO2inform metabolic models and reveal control points that can be exploited in agricultural or biotechnological contexts. The dynamic labeling cuvette presented here is suitable for studying early events in carbon assimilation and provides high resolution kinetic data for studies of metabolism in intact plants under physiologically realistic scenarios.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,308
Écart entre enseignants0,284 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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