This work was supported by Biotech Risk Assessment Grant Program competitive grand no. 2006-39454-17438 to A. Snow, K. Mercer, and H. Alexander from the United States Department of Agriculture, National Institute of Food and Agriculture. Experiments using this method were conducted at and supported by the University of Kansas Field Station, a research unit of the Kansas Biological Survey and the University of Kansas. The authors would like to thank P. Jourdan and E. Regnier for helpful reviews on earlier versions of this manuscript. Additionally, this work was aided by the contributions of the staff at the University of Kansas Field Station, Waterman Farm at the Ohio State University (OSU), the USDA Ornamental Plant Germplasm Center at OSU, and the Seed Biology Lab in the Department of Horticulture and Crop Science at OSU, especially E. Renze, S. Stieve, A. Evans, and E. Grassbaugh, for technical support.

1. Raccogliere seme da più specie o Croci controllata di una singola specie Nota: Questo esempio del seme utilizzato da 15 tipi incrociate all&#39;interno della annuus specie Helianthus (girasole) utilizzando selvaggio, ibrido, e tipi di colture come il genitore materno (che produce seme). <ol><li> Alla fine della stagione di crescita, raccogliere teste di semi maturi in sacchetti etichettati. Pulire seme dal loglio e luogo di semi in buste etichettati con dei genitori a croce in formato standard (ad esempio, materno x paterna). </li><li> seme di massa insieme in grandi buste utilizzando la stessa quantità di seme da un numero uguale di identici tipi trasversali dei genitori. Ad esempio, 100 semi da 10 tipi incrociate con gli stessi genitori materni e paterni. Etichettare le buste con l&#39;identificazione (tipo incrociato) le informazioni. Queste buste grandi sono maestri di sementi da utilizzare nella compilazione strisce sepoltura nella sezione 2. </li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody&gt; <tr><td></td><td colspan="3"> Parent materna </td></tr><tr><td> Parent Paternal </td><td> Wild: wXw </td><td> F 1: WXC </td><td> Crop: CxC </td></tr><tr><td> Wild: wXw </td><td> 0% wXw </td><td> 25% F 1 xW † </td><td> 50% CXW † </td></tr><tr><td> BC: WxF1 o F1xW </td><td> 12,5% WxBC </td><td> 37,5% F 1 XBC </td><td> 62,5% CxBC </td></tr><tr><td> F 1: WXC </td><td> 25% wxf 1 † </td><td> 50% F 1 xF 1 </td><td> 75% CxF 1 † </td></tr><tr><td> F 2: F 1 xF 1 </td><td> 25% wxf 2 </td><td> 50% F 1 xF 2 </td><td> 75% CxF 2 </td></tr><tr><td> Crop: CxC </td><td> 50% WXC † </td><td> 75% F 1 xC † </td><td> 100% CxC </td></tr></tbody></table> Tabella 1. parentale croce tIPI prodotte dalla mano impollinazione. girasole tipi incrociati ibride colture-wild sono state prodotte con la mano l&#39;impollinazione per l&#39;uso in esperimento di semi di sepoltura. Per tutti i tipi di fondo, il genitore materno elencato per primo e il genitore paterna elencato secondo. tipi Croce contrassegnati con † fanno parte di reciproci coppie di tipo trasversale con gli stessi alleli% del raccolto, ma diversi genitori materni. La tabella è stata precedentemente pubblicata in: Pace, BA et al. (2015) 15. 2. Creare personalizzate strisce Burial Seed NOTA: In questo esempio, abbiamo avuto tre trattamenti data di uscita e 15 replicati, quindi abbiamo richiesto 45 strisce totale. Questo esempio utilizza 15 scomparti per striscia così, abbiamo richiesto abbastanza tessuto di poliestere a maglia fine o zanzariere per ospitare 15, 7 x 10 cm scomparti. Vedere la Figura 1. <ol><li> Inizia dal taglio di una striscia di 20 x 105 centimetri di tessuto per ogni striscia di semi. </li><li> Misurare e segnare scomparti, quindi piegare il tessuto a metà. Utilizzando un higpistola per colla h-temperatura, guarnizione uno corto (10 cm) fine. Una volta che la colla si raffredda leggermente, ma non completamente, premere i lati del tessuto insieme per creare una tenuta. ATTENZIONE: ad alta temperatura colla e colla punte pistola può provocare ustioni se il contatto con la pelle è prolungata. </li><li> linee di colla dal bordo ripiegato della breve estremità aperta ad ogni segno di comparto. Premere le due parti di tessuto insieme lungo le linee di colla per garantire guarnizioni senza fori tra i compartimenti. I semi che migrano tra i compartimenti contribuiscono a errore sperimentale. NOTA: Ora che sono stati creati i comparti, il bordo spiegato dovrebbe rimanere aperto e pronto a ricevere semi e le loro informazioni di identificazione (nome croce tipo). </li><li> Casualmente assegnare i tipi di croce seme di scomparti per ogni striscia. <ol><li> Riempire compartimenti seme con un unico numero di semi (20 per ciascun comparto sono utilizzati in questo esempio). Per le etichette, usare marcatori permanenti industriali sul cut-to-fit freccette da giardino in plastica in modo che siano in grado diresistere sepoltura. NOTA: i metodi di etichettatura alternative possono essere utilizzati. </li><li> Dopo ogni scomparto è riempita con semi e la sua etichetta, chiudere il vano immediatamente con la pistola colla ad alta temperatura. Proseguire fino a quando l&#39;intera striscia di seme è completamente sigillato. Etichettare striscia complessiva nel primo compartimento con replicare, blocco e / o informazioni sul trattamento. NOTA: Per il nostro studio, dato che abbiamo avuto traslochi temporali, blocchi, e si replicano le strisce all&#39;interno di blocchi, abbiamo incluso tutte queste informazioni. </li><li> Verificare la presenza di spazi tra compartimenti e colla posto come necessario prima di passare al successivo strip. </li></ol></li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54663/54663fig1.jpg" /> Figura 1. sepoltura striscia seme schematica. Esempio di striscia sepoltura mostrando identificazione del tipo di croce per i singoli comparti. genitore materno è nominata per prima con il genitore paterna elencati secondo. I colori indicano diversa discendenza materna,con il giallo per il selvaggio, blu per F 1 ibrido, e rosso per il raccolto. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54663/54663fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> 3. Bury strisce seme nel campo <ol><li> Scavare trame alla profondità specificata per le strisce di casa. Assegnare strisce a singoli blocchi in cui strisce sono disposte in modo casuale per consentire la data di uscita da utilizzare come trama principale e l&#39;identità vano (in questo esempio, di tipo incrociato) come sottotrama in analisi. </li><li> Coprire le strisce con la terra. Tagliare il metallo panno hardware di maglie, da 10 cm più grande di trame e posto oltre le strisce sepolti. Utilizzare U-pin per proteggere i bordi e gli spigoli della copertura del panno con la terra. NOTA: Questo rivestimento è di escludere che scavano i predatori di semi. Come ulteriore opzione, Mercer et al. 13 costruito e scatole di stoffa hardware che circondavano le strisce di sementi a causa della forte pressione Gopher nel loro campo loca sepoltizione.) </li><li> Mettere bandiere di geometra colorato per distinguere posizione strip e rimozione date per completare record chiaro scritte. </li></ol> 4. Scavare strisce e valutare Seed <ol><li> Scavare le strisce di semi assegnati a una certa data rimozione. Mantenere le strisce in un ambiente umido fresco fino a raggiungere il laboratorio in cui la valutazione del seme avrà luogo. Questo può essere realizzato avvolgendo strisce in giornali bagnati e metterli in un dispositivo di raffreddamento per il trasporto o il trasporto di notte. </li><li> Risciacquare fango e terreno da strisce in acqua fino a quando le strisce sono abbastanza pulite che i detriti esterni saranno non oscuri i semi. </li><li> Usare le forbici per tagliare aperto uno scomparto alla volta. Conte semi germinati e rimuoverli. Conte semi chiaramente morti (ad esempio, Marcio, o semi putrefatti). Mettere i semi non germinati in etichetta, carta assorbente umida Petri dimensioni per distinguere ulteriormente i semi non germinati, dormienti, e morti. <ol><li> Posizionare piastre di Petri con non germinato schiacciatosemi in un set di camera di crescita per le condizioni di germinazione standard: 25 ° C / 10 ° C 12 ore giorno / notte. Consentire semi una settimana di germinare. Qualsiasi che, contare questi come valida, ma non germinati dal momento che non germinano in condizioni di campo. </li></ol></li><li> Dopo il trattamento camera di crescita, prova rimanendo semi non germinati per la vitalità usando Tetrazolium cloruro (TZ) 13. Per fare questo, costituiscono una soluzione per cento di TZ adatti alla specie di studio utilizzando il AOSA Tetrazolium Testing Handbook 14. Per questo esempio, si usa una soluzione 1%. <ol><li> Tagliare i semi non germinati a metà e porre una metà erano l&#39;embrione e endosperma sono visibili in una capsula di Petri contenente soluzione abbastanza TZ per coprire il seme (semi possono galleggiare, questo è bene). </li><li> Posizionare i piatti TZ Petri in un incubatore a 30 ° C e attendere 3 ore. Nota: Le temperature più elevate si ottengono una reazione più veloce, se desiderato, ma overstaining è un rischio. </li></ol></li> &lt;li&gt; Rimuovere piastre di Petri dal termostato e valutare. I semi che si sono macchiati rosso nei loro embrioni sono germinabili, mentre i semi non colorati sono morti. Consultare il manuale Tetrazolium Testing AOSA per maggiori dettagli su casi marginali distintivi e particolari specie. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Qui vi presentiamo i metodi per l&#39;utilizzo di strisce di semi di sepoltura per osservare la germinazione del seme, dormienza e la mortalità delle scorte di sementi diverse in periodi di tempo preselezionato nel campo. I vantaggi di usare strisce anziché singoli pacchetti giacciono in (1) la velocità del nastro e la costruzione compartimento sul creazione di singoli pacchetti; e (2) la facilità e la velocità di rimozione comparti multipli in un unico movimento, senza il pericolo di omettere un pacchetto o la rimozione di uno involontariamente. Come due delle date di rimozione nell&#39;esempio qui presentate sono state durante i mesi invernali quando il terreno è duro e le condizioni del campo sono freddi, questo metodo riduce sia il lavoro e la possibilità di errore umano. strisce Seed aiutano anche logistica sperimentali consentendo ricercatori per randomizzare sedi compartimentali in laboratorio in modo che non può essere alterato da errore umano nel campo. Attraverso la selezione dei tempi di rimozione che comprendeva l&#39;ampiezza dei tempi di germinazione naturale previsti eravamoin grado di fare inferenze su banca dei semi dinamiche-nel nostro esempio il potenziale di sementi ibride a persistere nella banca del seme e contribuire alle popolazioni future. Una limitazione di questo metodo è che alcuni migrazione di sementi tra compartimenti può essere inevitabile, a seconda della dimensione del seme. Per questa ragione, (e come indicato nel protocollo), è importante che gli investigatori doppio verificare che le guarnizioni colla ad alta temperatura tra compartimenti per minimizzare la migrazione seme. Alcuni problemi con esperimenti di sepoltura di semi possono essere evitati pensando astutamente sui tempi. Seleziona le date di sepoltura e la rimozione, a volte rilevanti per i cicli naturali delle specie di studio e gli obiettivi dello studio. E &#39;meglio piantare più presto dopo le sementi naturali sparso possibile. Le date di rimozione dovrebbero essere selezionati sulla base di osservazione di tempo l&#39;emergenza delle piantine di picco per la valutazione del comportamento normale germinazione; l&#39;aggiunta di date precedenti permette anche ai ricercatori di catturare la germinazione precoce. because nostro lavoro precedente aveva indicato che un po &#39;di germinazione disadattivi stava avvenendo a causa della completa mancanza di dormienza in alcuni tipi di fondo, abbiamo selezionato una data molto precoce rimozione solo poche settimane dopo la sepoltura (rimozione 1, tardo autunno) 15, 16. Il vantaggio di strisce oltre singoli pacchetti è che una dozzina o più comparti possono essere sepolti, rimossi, e valutati come uno, consentendo di disegni sperimentali complesse che coinvolgono tutto, dai più date di rimozione per l&#39;irrigazione o trattamenti nutrienti. Gli investigatori dovrebbero prendersi cura di costruire blocchi che consentono i trattamenti che sono più preoccupati con la comprensione di essere l&#39;effetto principale. Il nostro esempio sottolineato il comportamento seme nel corso del tempo, ma altri trattamenti può applicare, che richiederebbe considerazione della disposizione in campo e replicare disposizione all&#39;interno dei blocchi durante la fase di progettazione sperimentale. Assegnando in modo casuale posizione sepoltura striscia all&#39;interno dei blocchi, tempo di rimozione può essere analizzato come l&#39;effetto principale. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Dopo la rimozione delle strisce di sementi, la preparazione di uno stack pre-etichettati di carta assorbente Petri dimensioni per tutta la fascia prima che inizi la valutazione riduce l&#39;errore umano. Allo stesso modo, l&#39;apertura e la valutazione di un unico vano alla volta aiuta a mantenere la precisione. Quando si posizionano i semi non germinati nelle camere di crescita, assicurarsi che le temperature diurne e notturne corrispondono condizioni ottimali di germinazione di semi per le specie di studio. Mentre le condizioni di germinazione normali (25 ° C / 10 ° C 12 giorno ora / giorno) può essere adatto per un&#39;ampia varietà di specie, questo non è il caso per tutte le specie. Si consideri che l&#39;applicazione del trattamento TZ e la valutazione dei pattern di colorazione semi influenza fortemente studio di outcome. Nel valutare i semi germinati dopo il trattamento camera di crescita, consultare la letteratura (o AOSA Tetrazolium Testing Handbook 14) per la corretta concentrazione di TZ per una determinata specie. Mentre a giudicare singoli TZ macchiato seeds, è importante ricordare la differenza tra la vitalità del seme e la capacità di un seme di germinare-debolmente semi macchiate potrebbe indicare che respirano il tessuto, che può essere in grado di uscire dal terreno e produrre una piantina. Ciò premesso, veramente semi dormienti sono quelli che rimangono non germinati in condizioni ottimali di germinazione, ancora una volta provato sono ancora fortemente vitale. Questi semi sono gli unici semi che possono contribuire ad una banca del seme persistente e germinare nei prossimi anni. Un certo numero di applicazioni per questi metodi sono possibili al di là di quelle descritte qui. Strisce di sepoltura di semi possono essere personalizzati per qualsiasi numero di unità sperimentali e progetti sperimentali. Essi possono essere applicati a confrontare diverse specie, dimensioni di semi o condizioni / trattamenti. Sulla base di questi metodi ha il potenziale per approfondire la conoscenza della biologia sementi di base di molte specie in un contesto ecologicamente rilevanti.

L&#39;obiettivo generale di questo metodo è quello di valutare in modo affidabile la sopravvivenza seme nel tempo in condizioni di campo. Banche del seme del terreno sono una riserva di dispersi, semi non germinati ancora vitali distribuiti sia sulla superficie del suolo, all&#39;interno lettiera di superficie o all&#39;interno del profilo del suolo, che possono persistere transitoriamente o per molti anni 1,2. Quando i metodi di sepoltura di semi simili a quelli presentati qui sono stati applicati ad uno studio di 17 anni con diverse decine di specie, semi vitali sono stati trovati in molte delle specie testate 3. Seed dormienza è un blocco di germinazione dei semi fino a quando la combinazione appropriata delle condizioni per la sopravvivenza piantina nascono 4. Rimanendo dormiente può permettere semi di sopravvivere condizioni difficili, come ad esempio basse temperature invernali, la limitazione di nutrienti, o siccità stagionale, fino a quando un trigger esterno per la dormienza-release consente per la germinazione. Trigger per dormienza-release possono variare da esposizione al freddo estesi, composti lasciati da fire, o attacco fisico sul cappotto di seme per abrasione o il contatto con gli acidi dello stomaco degli animali 5. Come spunti di germinazione possono essere generi o specie specifici e spesso il risultato di oltre la selezione naturale, disadattivi germinazione dei semi è quella che si verifica in un momento inopportuno, e può causare la mortalità semi o piantine o scarsa crescita delle piantine. Mentre dormienza è stato classificato in un certo numero di tipi basati sui meccanismi di dormienza rilascio (ad esempio, dormienza fisica, dormienza fisiologica), 6 seme dormienza rimane una delle meno argomenti inteso in biologia vegetale. Così, gli studi sul campo che consentono di valutare lo stato dei singoli semi o gruppi di semi in condizioni ecologiche rilevanti hanno una maggiore capacità esplicativa di quelli che semplicemente si basano su prove di germinazione standard in laboratorio. Lo sfruttamento delle caratteristiche del seme note in grado di fornire informazioni sui meccanismi di dormienza. Controllo di dormienza seme è complex, compreso il controllo genetico di fattori fisiologici e morfologici. Mentre una comprensione completa della larghezza di meccanismi dormienza è ancora stata chiarita, un modello generale è emersa, comportante un rapporto di feedback tra i due ormoni vegetali acido gibberellico (GA) e abscissico (ABA) 7. In questo modello generalizzato per semi con una componente fisiologica alla loro dormienza, GA serve come segnale di immissione dormienza, mentre ABA serve a mantenere lo stato dormiente. Effetti genetici materni, nonché l&#39;ambiente di crescita materno può influenzare dormienza e altri tratti di semi, come la dimensione, attraverso i tessuti maternamente generati ei segnali di sviluppo 8. Maternamente generato strutture esterne (o rivestimenti di semi) può mantenere la dormienza, a volte in combinazione con spunti fisiologici. Dal rivestimenti di semi di origine materna sono controllati dai geni della pianta madre, essi potrebbero non riflettere reale make-up genetico nucleare del seme. Noi ci abbiamoEd i acheni Helianthus annuus da una serie di ibrido crop-wild attraversa per prendere in giro questi materna vs. embrione effetti genetici sulle caratteristiche del seme 9,10. Così, disegni di studio che includono diverse specie, i tipi di croce, o genotipi possono raccogliere informazioni circa la ecologia e genetica di semi di dormienza, la germinazione e la sopravvivenza. Un importante esempio di come semi di germinazione e sopravvivenza fenotipi possono influenzare la dinamica delle popolazioni può essere visto in zone ibride colture-wild. Selezione durante la domesticazione delle piante coltivate elimina la maggior parte dormienza e riduce la capacità di un seme di sopravvivere al di fuori della stagione di crescita. Eppure flusso genico, o ibridazione, tra i tipi coltivate e selvatiche nelle zone ibride colture-wild possono reintrodurre alleli nel grano (o varianti genetiche) in una popolazione selvatica, con potenziali effetti sulle dinamiche della banca del seme. Ibridi tra parenti coltivate e selvatiche potenzialmente trovano in zone ibride colture-wild può possedereuna varietà di fenotipi dormienza intermedi, con pochi fenotipi attesi per sopravvivere condizioni di fuori della coltivazione (es mesi invernali) 11. Lo scopo di questo manoscritto è quello di mostrare come, utilizzando il metodo della striscia di sepoltura seme, siamo in grado di valutare la germinazione, dormienza, e la sopravvivenza di una vasta gamma di tipologie di semi in diversi periodi di tempo per indagare la loro variazione naturale in condizioni di campo. Nel nostro esempio, abbiamo impiegato semi di girasole da 15 tipi di ibridi incrociati colture-wild dal momento che siamo interessati ad effetti genetici materni ed embrione sulle caratteristiche del seme.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="440">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col span="2" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:240px;">Small coin envelopes</td>
			<td style="width:72px;">Any</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:64px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Large coin envelopes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">fine meshed polyester mosquito netting</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">high-temperature glue gun</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">high-temperature glue stick refills</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Industrial permenant markers</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">plastic garden labels</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">scissors</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Shovel</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Metal mesh hardward cloth</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Surveyor&#39;s flags, multiple colors</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Wet newspaper</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">cooler</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">blotter paper</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">petri dishes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Temp. controlled growth chamber</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">razor blades</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">petri dishes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tetrazolium chloride</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">water</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">heat incubator</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reliable method for assessing seed germination, dormancy, and mortality under field conditions

We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester fabric and glue can be folded and glued to construct a strip of compartments that house seeds and identifying information, while allowing contact with soil leachate, water, microorganisms, and ambient temperature. Strips may be constructed with a wide range of compartment numbers and sizes and allow the researcher to house a variety of genotypes within a single species, different species, or seeds that have experienced different treatments. As opposed to individual seed packets, strips are more easily retrieved as a unit. While replicate packets can be included within a strip, different strips can act as blocks or can be retrieved at different times for observation of seed behavior over time. We used a high temperature glue gun to delineate compartments and sealed the strips once the seed and tags identifying block and removal times were inserted. The seed strips were then buried in the field at the desired depth, with the location marked for later removal. Burrowing animal predators were effectively excluded by use of a covering of metal mesh hardware cloth on the soil surface. After the selected time interval for burial, strips were dug up and seeds were assessed for germination, dormancy and mortality. While clearly dead seeds can often be distinguished from ungerminated living ones by eye, dormant seeds were conclusively identified using a standard Tetrazolium chloride colorimetric test for seed viability.

Tipi incrociate con vario materna percentuale di parentela e delle colture allele (Tabella 1) differivano tra le date di rimozione in percentuale germinato, non germinato schiacciato, e semi di morti (Fig. 2 e 3). Utilizzando test TZ di semi non germinati, abbiamo trovato alcuni semi dormienti veramente al secondo rimozione (inizio primavera) (Tabella 2), mentre tutti i semi non germinati dalla terza rimozione (primavera) sono stati trovati per essere veramente in sospeso. In generale, più bassi delle colture percentuali di alleli ridotto la germinazione disadattivi nel tardo autunno (Fig. 2). Alla rimozione della primavera, tutti i tipi di croce era alta la germinazione, ma differivano nella loro proporzione morti e non germinato schiacciato (Fig. 3). In particolare, i tipi di fondo con il raccolto di parentela materna avevano una più alta mortalità materna, mentre i tipi croce selvatici sono stati più propensi a rimanere non germinato schiacciato. Entro la primavera,germinazione è diminuito per alcuni tipi di croce. Mentre contro-intuitivo, questo è probabilmente dovuto alla mortalità seme all&#39;interno delle strisce di sepoltura per germinare in precedenza tipi trasversali. Di conseguenza, la mortalità era più alto per più tipi di colture croce-like (cioè quelli con percentuali allele più alta nel grano) prodotto da colture genitori materni (Fig. 3) <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54663/54663fig2.jpg" /> Figura 2. La germinazione al primo ritiro nel tardo autunno. La germinazione di girasole tipi incrociati colture-wild alla prima data di uscita, nel tardo autunno. tipi trasversali sono organizzati in asse y aumentando le percentuali delle colture allele come indicato. genitore materno è nominata per prima per ogni tipo di croce. Germinazione dei minimi quadrati mezzi (con SE barre), seguiti dalla stessa lettera non sono significativamente differenti utilizzando un aggiustamento Tukey-Kramer per confronti multipli. Figura è stato precedentemente pubblicato in: PacE, et al. (2015) 15. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54663/54663fig2large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54663/54663fig3.jpg" /> Figura 3. Percentuale Germinati, non germinato schiacciato, e la mortalità per la seconda rimozione (primavera) e terzo rimozione (primavera). Percentuale germinati per l&#39;inizio della primavera (A), la molla (B), per cento non germinato schiacciato per l&#39;inizio della primavera (C), la molla ( D), e cento morti per l&#39;inizio della primavera (e) e le date di rimozione della molla (F). tipi ibridi incrociati colture wild girasole sono organizzati aumentando percentuali coltura alleliche, con il più colture come sulla cima y e il più wild-simili in fondo l&#39;asse y. genitore materno tipo Croce è nominata per prima. Minimi quadratimezzi per seme germinato, non germinato schiacciato e morti (con SE barre) seguita dalla stessa lettera non sono significativamente differenti utilizzando un aggiustamento Tukey-Kramer per confronti multipli. Figura è stato precedentemente pubblicato in: Pace, et al (2015) 15.. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54663/54663fig3large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> tipo Croce </td><td> TZ Dormant </td><td> Errore standard </td></tr><tr><td> wXw </td><td> 0,071 </td><td> 0,0131 </td></tr><tr><td> WxBC </td><td> 0,041 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> WxF1 </td><td> 0,089 </td><td> 0,0136 </td></tr><tr><td> WxF2 </td><td> 0,054 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> F1xW </td><td> 0 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> F1xBC </td><td> 0.013 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> WXC </td><td> 0.075 </td><td> 0,0131 </td></tr><tr><td> F1xF1 </td><td> 0,007 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> F1xF2 </td><td> 0.013 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> CXW </td><td> 0 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> CxBC </td><td> 0 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> F1xC </td><td> 0 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> CxF1 </td><td> 0 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> CxF2 </td><td> 0 </td><td> 0,0126 </td></tr><tr><td> CxC </td><td> 0 </td><td> 0,0126 </td></tr></tbody></table> Tabella 2. I semi che possono contribuire ad una banca del seme persistente. Medie dei minimi quadrati per la percentuale frazione dormiente di semi non germinati al secondo (inizio primavera) la rimozione. I semi sono stati determinati per essere praticabile con tetrazolio cloroide dopo incubazione in condizioni di germinazione favorevoli. La tabella è stata precedentemente pubblicata in: Pace, et al (2015) 15..

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Reliable Method for Assessing Seed Germination, Dormancy, and Mortality under Field Conditions

Qui vi presentiamo un protocollo per la valutazione sopravvivenza dei semi, la germinazione e la dormienza in condizioni di campo che utilizzano sepolti, strisce sementi etichettate di test vitalità cloruro di tetrazolio (TZ).

Metodo affidabile per valutare la germinazione dei semi, dormienza, e mortalità in normali condizioni operative

We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

10.4K Views.  Ohio State University.  Qui vi presentiamo un protocollo per la valutazione sopravvivenza dei semi, la germinazione e la dormienza in condizioni di campo che utilizzano sepolti, strisce sementi etichettate di test vitalità cloruro di tetrazolio (TZ). 

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Surface Renewal: An Advanced Micrometeorological Method for Measuring and Processing Field-Scale Energy Flux Density Data

Advanced micrometeorological methods have become increasingly important in soil, crop, and environmental sciences. For many scientists without formal training in atmospheric science, these techniques are relatively inaccessible. Surface renewal and other flux measurement methods require an understanding of boundary layer meteorology and extensive training in instrumentation and multiple data management programs. To improve accessibility of these techniques, we describe the underlying theory of surface renewal measurements, demonstrate how to set up a field station for surface renewal with eddy covariance calibration, and utilize our open-source turnkey data logger program to perform flux data acquisition and processing. The new turnkey program returns to the user a simple data table with the corrected fluxes and quality control parameters, and eliminates the need for researchers to shuttle between multiple processing programs to obtain the final flux data. An example of data generated from these measurements demonstrates how crop water use is measured with this technique. The output information is useful to growers for making irrigation decisions in a variety of agricultural ecosystems. These stations are currently deployed in numerous field experiments by researchers in our group and the California Department of Water Resources in the following crops: rice, wine and raisin grape vineyards, alfalfa, almond, walnut, peach, lemon, avocado, and corn.

Surface renewal is a micrometeorological method that is being used increasingly to determine energy fluxes, but its technical complexity makes it inaccessible to a broad audience. We describe the steps needed to set up and calibrate a surface renewal field station, to acquire and process data, and to correctly interpret results.

Rinnovo di superficie: un metodo avanzato micrometeorologici per la misurazione e l&#39;elaborazione del campo scala dell&#39;energia densità di flusso di dati

Advanced micrometeorological methods have become  increasingly important in soil, crop, and environmental sciences.  For many scientists without formal ...

Ricerca

Ambiente

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

Maize is a major cereal crop worldwide. However, susceptibility to biotrophic pathogens is the primary constraint to increasing productivity. U. maydis is a biotrophic fungal pathogen and the causal agent of corn smut on maize. This disease is responsible for significant yield losses of approximately $1.0 billion annually in the U.S.1 Several methods including crop rotation, fungicide application and seed treatments are currently used to control corn smut2. However, host resistance is the only practical method for managing corn smut. Identification of crop plants including maize, wheat, and rice that are resistant to various biotrophic pathogens has significantly decreased yield losses annually3-5. Therefore, the use of a pathogen inoculation method that efficiently and reproducibly delivers the pathogen in between the plant leaves, would facilitate the rapid identification of maize lines that are resistant to U. maydis. As, a first step toward indentifying maize lines that are resistant to U. maydis, a needle injection inoculation method and a resistance reaction screening method was utilized to inoculate maize, teosinte, and maize x teosinte introgression lines with a U. maydis strain and to select resistant plants.
Maize, teosinte and maize x teosinte introgression lines, consisting of about 700 plants, were planted, inoculated with a strain of U. maydis, and screened for resistance. The inoculation and screening methods successfully identified three teosinte lines resistant to U. maydis. Here a detailed needle injection inoculation and resistance reaction screening protocol for maize, teosinte, and maize x teosinte introgression lines is presented. This study demonstrates that needle injection inoculation is an invaluable tool in agriculture that can efficiently deliver U. maydis in between the plant leaves and has provided plant lines that are resistant to U. maydis that can now be combined and tested in breeding programs for improved disease resistance.

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

The use of a needle injection method to inoculate maize and teosinte plants with the biotrophic pathogen Ustilago maydis is described. The needle injection inoculation method facilitates the controlled delivery of the fungal pathogen in between the plant leaves where the pathogen enters the plant through the formation of appresoria. This method is highly efficient, enabling reproducible inoculations with U. maydis.

Un metodo rapido ed efficiente per valutare la patogenicità dei maydis di Ustilago sulle linee di mais e teosinte

Maize is a major cereal crop worldwide. However, susceptibility to biotrophic pathogens is the primary constraint to increasing productivity. U. maydis is ...

Preparation and Testing of Plant Seed Meal-based Wood Adhesives

Recently, the interest in plant seed meal-based products as wood adhesives has steadily increased, as these plant raw materials are considered renewable and environment-friendly. These natural products may serve as alternatives to petroleum-based adhesives to ease environmental and sustainability concerns. This work demonstrates the preparation and testing of the plant seed-based wood adhesives using cottonseed and soy meal as raw materials. In addition to untreated meals, water washed meals and protein isolates are prepared and tested. Adhesive slurries are prepared by mixing a freeze-dried meal product with deionized water (3:25 w/w) for 2 hr. Each adhesive preparation is applied to one end of 2 wood veneer strips using a brush. The tacky adhesive coated areas of the wood veneer strips are lapped and glued by hot-pressing. Adhesive strength is reported as the shear strength of the bonded wood specimen at break. Water resistance of the adhesives is measured by the change in shear strength of the bonded wood specimens at break after water soaking. This protocol allows one to assess plant seed-based agricultural products as suitable candidates for substitution of synthetic-based wood adhesives. Adjustments to the adhesive formulation with or without additives and bonding conditions could optimize their adhesive properties for various practical applications.

To facilitate the effort in seeking more economic and environment-friendly formulations of natural product-based wood adhesives, this work demonstrates the preparation and testing of plant seed-based wood adhesives. This protocol allows one to assess plant seed-based agricultural products as suitable candidates for the substitution of synthetic-based wood adhesives.

Preparazione e test di adesivi a base di legno pasto pianta Seed

Recently, the interest in plant seed meal-based products as wood adhesives has steadily increased, as these plant raw materials are considered renewable ...

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% fine dust formation within the EU15. But NH3 emissions also mean a considerable loss of nutrients. Many studies on NH3 emission from organic and mineral fertilizer application have been performed in recent decades. Nevertheless, research related to NH3 emissions after application fertilizers is still limited in particular with respect to relationships to emissions, fertilizer type, site conditions and crop growth. Due to the variable response of crops to treatments, effects can only be validated in experimental designs including field replication for statistical testing. The dominating ammonia loss methods yielding quantitative emissions require large field areas, expensive equipment or current supply, which restricts their application in replicated field trials. This protocol describes a new methodology for the measurement of NH3 emissions on many plots linking a simple semi-quantitative measuring method used in all plots, with a quantitative method by simultaneous measurements using both methods on selected plots. As a semi-quantitative measurement method passive samplers are used. The second method is a dynamic chamber method (Dynamic Tube Method) to obtain a transfer quotient, which converts the semi-quantitative losses of the passive sampler to quantitative losses (kg nitrogen ha-1). The principle underlying this approach is that passive samplers placed in a homogeneous experimental field have the same NH3 absorption behavior under identical environmental conditions. Therefore, a transfer co-efficient obtained from single passive samplers can be used to scale the values of all passive samplers used in the same field trial. The method proved valid under a wide range of experimental conditions and is recommended to be used under conditions with bare soil or small canopies (&#60;0.3 m). Results obtained from experiments with taller plants should be treated more carefully.

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

Ammonia emissions are a major threat to the environment by eutrophication, soil acidification and fine particle formation and stem mainly from agricultural sources. This method allows ammonia loss measurements in replicated field trials enabling statistical analysis of emissions and of relationships between crop development and emissions.

Calibrato passivo di campionamento - Multi-trama di campo Misure di NH<sub&gt; 3</sub&gt; Emissioni con una combinazione di metodo del tubo dinamico e campionatori passivi

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% ...

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is built and can be transported to a temporary work space close to field sampling site(s) to facilitate rapid analysis. Cores are extruded into a portable glove bag, where they are sectioned and each 1-3 cm thick section (depending on core diameter) is sealed into 50 ml centrifuge tubes. Pore waters are separated with centrifugation outside of the glove bag and then returned to the glove bag for separation from the sediment. These extracted pore water samples can be analyzed immediately. Immediate analyses of redox sensitive species, such as sulfide, iron speciation, and arsenic speciation indicate that oxidation of pore waters is minimal; some samples show approximately 100% of the reduced species, e.g. 100% Fe(II) with no detectable Fe(III). Both sediment and pore water samples can be preserved to maintain chemical species for further analysis upon return to the laboratory.

A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.

Sedimenti Nucleo sezionamento ed estrazione di Pore acque sotto anossiche condizioni

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the modification and application of a leaf blower-vac for suction sampling of arthropod populations in rice. When used in combination with an enclosure, application of this sampling device provides absolute estimates of the populations of arthropods as numbers per standardized sampling area. The sampling efficiency depends critically on the sampling duration. In a mature rice crop, a two-minute sampling in an enclosure of 0.13 m2 yields more than 90% of the arthropod population. The device also allows sampling of arthropods dwelling on the water surface or the soil in rice paddies, but it is not suitable for sampling fast flying insects, such as predatory Odonata or larger hymenopterous parasitoids. The modified blower-vac is simple to construct, and cheaper and easier to handle than traditional suction sampling devices, such as D-vac. The low cost makes the modified blower-vac also accessible to researchers in developing countries.

Assessment of arthropod abundance in crops is critical for investigating population dynamics and species interactions. Here we describe the modification and application of a leaf blower-vac for suction sampling of arthropods in rice.

Modifica e applicazione di una Leaf Blower-Vac per Campo di campionamento di Artropodi

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonate (CaCO3) profiles. The objective is to describe a simple conceptual model and detailed protocol for repeatable field and laboratory measurements of these quantities. Here, accurate elevation is measured using a ground-based differential global positioning system (GPS); other data acquisition methods could be applied to the same basic method. Soil samples are collected from prescribed depth intervals and analyzed in the lab using an efficient and precise modified pressure-calcimeter method for quantitative analysis of inorganic carbon concentration. Standard statistical methods are applied to point data, and representative results show significant correlations between changes in soil surface layer CaCO3 and changes in elevation consistent with the conceptual model; CaCO3 generally decreased in depositional areas and increased in erosional areas. Maps are derived from point measurements of elevation and soil CaCO3 to aid analyses. A map of erosional and depositional patterns at the study site, a rain-fed winter wheat field cropped in alternating wheat-fallow strips, shows the interacting effects of water and wind erosion affected by management and topography. Alternative sampling methods and depth intervals are discussed and recommended for future work relating soil erosion and deposition to soil CaCO3.

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonates. Repeatable methods for field and laboratory measurements of these quantities and data analysis methods are described here.

Misura e mappatura modelli di erosione e deposizione relazionati al suolo carbonato concentrazioni sotto gestione agricola

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for assessing plant responses to chemicals and other substances of interest is presented. This system is highly efficient in obtaining homogeneous and healthy seedlings of the C3 and C4 model species Arabidopsis thaliana and Setaria viridis, respectively. The sterile cultivation avoids algae and microorganism contamination, which are known limiting factors for plant normal growth and development in hydroponics. In addition, this system is scalable, enabling the harvest of plant material on a large scale with minor mechanical damage, as well as the harvest of individual parts of a plant if desired. A detailed protocol demonstrating that this system has an easy and low-cost assembly, as it uses pipette racks as the main platform for growing plants, is provided. The feasibility of this system was validated using Arabidopsis seedlings to assess the effect of the drug AZD-8055, a chemical inhibitor of the target of rapamycin (TOR) kinase. TOR inhibition was efficiently detected as early as 30 min after an AZD-8055 treatment in roots and shoots. Furthermore, AZD-8055-treated plants displayed the expected starch-excess phenotype. We proposed this hydroponic system as an ideal method for plant researchers aiming to monitor the action of plant inducers or inhibitors, as well as to assess metabolic fluxes using isotope-labeling compounds which, in general, requires the use of expensive reagents.

A simple, versatile, and low-cost in vitro hydroponic system was successfully optimized, enabling large-scale experiments under sterile conditions. This system facilitates the application of chemicals in a solution and their efficient absorption by roots for molecular, biochemical, and physiological studies.

Un flessibile a basso costo sistema idroponico per valutare le risposte della pianta a piccole molecole in condizioni sterili

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to severe environmental impacts. The understanding of sheet erosion is, consequently, a worldwide issue with implications for both environment and economies. However, the knowledge on how erosion evolves in space and time is still limited, as well as its effects on the environment. Below, we explain a new dendrogeomorphological protocol for deriving eroded soil thickness (Ex) by acquiring accurate microtopographic data using both terrestrial laser scanning (TLS) and microtopographic profile gauges. Additionally, standard dendrogeomorphic procedures, dependent on anatomical variations in root rings, are utilized to establish the timing of exposure. Both TLS and microtopographic profile gauges are used to obtain ground surface pro&#64257;les, from which Ex is estimated after the threshold distance (TD) is determined, i.e., the distance between the root and the sediment knickpoint, which allows de&#64257;ning the lowering of the ground surface caused by sheet erosion. For each profile, we measured the height between the topside of the root and a virtual plane tangential to the ground surface. In this way, we intended to avoid small-scale impacts of soil deformation, which may be due to pressures exerted by the root system, or by the arrangement of exposed roots. This may provoke small amounts of soil sedimentation or erosion depending on how they physically affect the surface runoff. We demonstrate that an adequate microtopographic characterization of exposed roots and their associated ground surface is very valuable to obtain accurate erosion rates. This finding could be utilized to develop the best management practices designed to eventually halt or perhaps, at least, lessen soil erosion, so that more sustainable management policies can be put into practice.

Characterizing erosion from dendrogeomorphology has usually focused on accurately finding the starting time of root exposure, by examining macroscopic or cell level changes caused by exposure. Here, we offer a detailed description of different novel techniques to obtain more precise erosion rates from highly accurate microtopographic data.

Laboratorio e campo protocollo per la stima di tassi di erosione del foglio da Dendrogeomorphology

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on collecting various sized particulate matter (PM) retained on leaf surfaces. We further characterized the retention efficiency of leaves to various sized PM, which will help to assess the abilities of urban trees to remove PM from ambient air quantitatively. 
Taking three broadleaf tree species (Ginkgo biloba, Sophora japonica, and Salix babylonica) and two needleleaf tree species (Pinus tabuliformis and Sabina chinensis) as the research objects, leaf samples were collected 4 days (short PM retention period) and 14 days (long PM retention period) after the latest rainfall. PM retained on the leaf surfaces was collected by means of WC, BC, and UC in sequence. Then, retention efficiencies of leaves (AEleaf) to three types of the various sized PM, including easily removable PM (ERP), difficult-to-remove PM (DRP), and totally removable PM (TRP), were calculated. Only around 23%-45% of the total PM retained on leaves could be cleaned off and collected by WC. When the leaves were cleaned through WC+BC, the underestimation of the PM retention capacity of different tree species was in the range of 29%-46% for various sized PM. Almost all PM retained on leaves could be removed if UC was supplemented to WC+BC. 
In conclusion, if the UC was complemented after the conventional cleaning methods, more PM on leaf surfaces could be eluted and collected. The procedure developed in this study can be used for assessing the PM removal abilities of different tree species.

The ultrasonic cleaning method was applied to elute the particulate matter (PM) retained on leaf surfaces after PM was eluted by the conventional cleaning methods (water cleaning only or water cleaning plus brush cleaning). The methodology can help to improve the estimation accuracy for PM retention capacity of leaves.

Valutare le capacità di rimozione del particolato di albero foglie

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...