Növényélettani vizsgáló módszerek

Dr. Tamás László

Dr. Fodor Ferenc

Dr. Nyitrai Péter

Dr. Oszvald Mária

Dr. Rudnóy Szabolcs

Dr.Sárvári Éva

Dr. Solti Ádám

Dr. Szigeti Zoltán

Tóth Gábor

E könyv kutatási és oktatási célokra szabadon használható. Bármilyen formában való sokszorosítása a jogtulajdonos írásos engedélyéhez kötött.

Készült a TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0073 számú, „E-learning természettudományos tartalomfejlesztés az ELTE TTK-n” című projekt keretében. Konzorciumvezető: Eötvös Loránd Tudományegyetem, konzorciumi tagok: ELTE TTK Hallgatói Alapítvány, ITStudy Hungary Számítástechnikai Oktató- és Kutatóközpont Kft.


Tartalom

1. Növénynevelés laboratóriumi kísérletekhez
1.1. A környezeti tényezők kontrollja
1.2. A tápelemek
1.3. Növénynevelés talajban
1.3.1. Homogén talaj víztartalmának meghatározása
1.3.2. Homogén talaj vízkapacitásának meghatározása
1.4. Növénynevelés tápoldatban
1.4.1. Tápoldatok összeállítása
1.4.2. A növények csíráztatása
1.4.3. Az ültetés
1.5. Feladatok
1.5.1. Uborka növények nevelése különböző tápoldatokban
1.5.2. Uborka és búza nevelése talajon
2. Porometria: a transpiráció mérése
2.1. Az AP4 porométer
2.1.1. A kalibrálás
2.1.2. A mérés
2.2. Feladatok
3. Infravörös gázanalízis
3.1. Az infravörös gázanalizátor
3.1.1. ADC 225 MK3 típusú infravörös gázanalizátor
3.1.2. Gázkeverék szén-dioxid koncentrációjának mérése
3.1.3. Levelek CO2 leadásának, illetve elnyelésének mérése
3.2. Feladatok
4. Radioaktív izotópok alkalmazása a növényélettani kutatásokban
4.1 Egyes alapfogalmak dióhéjban
4.2 Radioaktív izotópok, mint a biológiai nyomjelzés eszközei
4.3 Az izotópválasztás szempontjai
4.4 A radioaktív sugárzás mérése
4.5 A folyadékszcintillációs méréstechnikáról röviden
4.6 Az izotópokkal végzendő munka biztonsági előírásai
4.7 Zöld növények in vivo fotoszintetikus széndioxid fixációjának meghatározása
4.7.1 Feladatok
4.8 Ionfelvétel mérése gabonafélék levágott gyökerével
4.8.1.Feladatok
4.9 59Fe adszorpciójának és felvételének mérése
4.9.1 Feladatok
4.10 Felhasznált irodalom
5. A fluoreszcencia leképezés alkalmazása a növényi stresszek detektálásában
5.1. Röviden a növényi stresszről általában
5.2. A növények fluoreszcencia sajátságai
5.3. A stresszelt növények fluoreszcenciája
5.4. A fluoreszcencia leképező rendszer működése vázlatosan
5.5. A fluoreszcencia leképezéssel kapott képek kiértékelése
5.6. A mérés menete
5.7. Feladatok
5.8. Felhasznált irodalom
6. A fotoszintetikus oxigén evolúció és a légzés intenzitásának mérése polarográfiás módszerrel
6.1. A Clark-típusú O2-elektród
6.2. Joliot-féle O2-elektród
6.3. Készülék típusok
6.3.1. A Hansatech gyártmányú O2-elektród (6.1. ábra)
6.4. Függelék
6.5. Kloroplasztiszok intaktságának mérése K3[Fe(CN)6] redukció alapján
6.6. Tesztfeladatok
6.7. Irodalom
7. A fluoreszcencia indukció felhasználása a fotoszintetikus apparátus működésének vizsgálatában
7.1. A fotoszintetikus apparátus alapvető működése
7.2. Klorofill-a fluoreszcencia indukció
7.2.1. A nem-fotokémiai kioltás (NPQ)
7.2.2. Hibalehetőségek a mérésben
7.3. Klorofill-a fluoreszcencia indukció mérése pulzus amplitúdó modulációs (PAM) fluorométerrel
7.3.1. Mérés PAM fluorométerrel
7.4. Klorofill-a fluoreszcencia indukció mérése diszkrét hullámhosszokon mérő fluorométerrel (FMM)
7.4.1. Mérés FMM fluorométerrel
7.5. Ajánlott irodalom
8. Növényi fehérjék vizsgálata poliakrilamid gélelektroforézissel
8.1. Elméleti bevezetés
8.1.1. Az elektroforézis alapjai
8.1.2. A poliakrilamid gélek összetétele, struktúrája és előállítása
8.1.3. Mintakészítés a poliakrilamid gélelektroforézishez
8.1.4. A poliakrilamid gélelektroforézis körülményei
8.1.5. Gélelektroforézis módszerek
8.1.6. A proteinek detektálása
8.1.7. A gélek tárolása
8.1.8. Az elválasztott proteinek jellemzése/azonosítása
8.2. PAGE gyakorlatok
8.2.1. A fehérjék elválasztása denaturáló poliakrilamid gélelektroforézissel (SDS PAGE)
8.2.2. Enzimek elválasztása natív poliakrilamid gélelektroforézissel
8.2.3. Izoelektromos fókuszálás (IEF)
8.2.4. Natív állapotú fehérjekomplexek elválasztása „blue-native” poliakrilamid gélelektroforézissel (BN-PAGE)
8.2.5. Western blotting
8.2.6. Proteinek elektroforézisekor felmerülő gyakori problémák
8.3. Irodalom
8.4. Függelék
9. RNS kinyerése növényekből
9.1. Miért pont az RNS?
9.2. Néhány szó az RNS-ről
9.2.1. Az RNS általában
9.2.2. Az RNS a növényekben
9.3. Az RNS kinyerése
9.3.1. A kinyerés általános jellemzői
9.3.2. A minta feltárása és a makromolekulák denaturációja
9.3.3. A fehérjék eltávolítása és az RNS tisztítása
9.3.4. Az RNS koncentrálása
9.3.5. mRNS-ek és kis RNS-ek kinyerése
9.4. A kivonat ellenőrzése
9.4.1. UV-spektrofotometria
9.4.2. Agaróz gélelektroforézis
9.4.3. Egyéb ellenőrzési lehetőségek
9.5. Az RNS tárolása
9.6. Egy gyakran alkalmazott kinyerési recept
9.7. Feladatok
9.8. Ajánlott irodalom
10. DNS kinyerés növényekből
10.1. A DNS izolálás
10.2. DNS izolálás lépései
10.2.1. A sejtek/ szövetek feltárása
10.2.2. Fehérje denaturáció
10.2.3. RNS eltávolítása
10.2.4. A DNS elválasztása a fehérjéktől és a további sejtes elemektől
10.3. Egyéb DNS tisztítási módszerek
10.4. DNS mennyiségi meghatározási módszerek
10.5. A gyakorlat menete
11. Nukleinsavak elválasztásának módszerei
11.1. A gélelektroforézis
11.2. Agaróz
11.3. Váltott elektromos mezejű gélektroforézis (Field Inversion Gel Electrophoresis)
11.4. Feladatok
11.5. Poliakrilamid gélelektroforézis (PAGE)
11.6. A gyakorlat menete
12. PCR a növényi molekuláris biológiában
12.1. A PCR módszer
12.1.1. A gyakorlaton alkalmazott két PCR módszer ismertetése
12.1.2. A szintetizált termék vizsgálata
12.2. A PCR reakció optimalizálása
12.2.1. Templát DNS kinyerése, tisztítása
12.2.2. Mg ion koncentrációja
12.2.3. Oligonukleotidok koncentrációja
12.3. Polimeráz enzim tulajdonságai
12.4. A reakcióelegy összemérése
12.4.1. Primer-dimer keletkezésének elkerülése, ’hot-start’
12.5. A PCR hőmérsékleti programja
12.6. A búzaliszt és a tészta
12.6.1. A liszt összetétele
12.7. A gyakorlaton vizsgált nukleinsav szekvenciák kapcsolata a liszt tulajdonságaival
12.7.1. A D genom alegységfehérjéi
12.7.2. A Bx7 HMW-GS fehérje
12.8. Gyakorlat
12.8.1. Genomi DNS kinyerése a 12.1. táblázatban megadott négy búzafajta leveléből
12.8.2. DNS minták ellenőrzése
12.8.3. Határozza meg gradiens PCR program alkalmazásával, hogy mely DNS mintában van az 1Dx2, illetve az 1Dx5 HMW-GS allél!
12.8.4. Határozza meg nested PCR módszerrel, hogy mely DNS mintában van a normál, illetve a nagy mennyiségben termelődő Bx7 HMW-GS fehérje génje!
12.8.5. Határozza meg mely minta tartalmazza a GM búzára jellemző uidA gént!
13. Kvantitatív Real-Time PCR
13.1. Elméleti áttekintés
13.1.1. PCR kinetika és fluoreszcens detekció
13.1.2. Real-Time PCR készülék
13.1.3. Az amplifikációs görbe és az alapvonal, küszöbérték, Ct fogalma
13.1.4. Standard görbe és PCR hatékonyság
13.1.5. Normalizáció
13.1.6. A kísérleti Kontroll és Kalibrátor minta
13.1.7. Olvadási pont meghatározás
13.1.8. Relatív mennyiségi meghatározási módszerek
13.2. Példafeladatok
13.2.1. Előkíséreltek
13.2.3. I. Példafeladat
13.2.4. II. Példafeladat
14. Detergensek
14.1 A detergensek osztályozása
14.2. A detergensek fizikai-kémiai tulajdonságai
14.2.1. Kritikus micelláris hőmérséklet (CMT – Critical Micellar Temperature)
14.2.2 Kritikus micelláris koncentráció (CMC – Critical Micellization Concentration)
14.2.3. Az aggregációs szám (N)
14.2.4. Micelláris molekulatömeg (micellar Mr)
14.2.5. Felhő-pont (cloud-point)
14.2.6. Hidrofil-hidrofób egyensúlyi szám (HLB – hydrophile-lipophile balance number)
14.3. A detergensek viselkedését befolyásoló tényezők
14.4. A detergensek alkalmazásai
14.5. A detergensek kiválasztása
14.6. A detergensek eltávolítása
14.7. Megjegyzések
14.8. Függelék
14.9. Irodalom
15. Centrifugálás
15.1. Elve
15.2. A centrifugális elválasztás típusai:
15.2.1 Differenciál centrifugálás
15.2.2. Sűrűség-gradiens centrifugálás
15.3. A centrifugák típusai
15.3.1. Preparatív centrifugák
15.3.2. Analitikai ultracentrifugák
15.3.3. Egyéb centrifugák
15.4. Centrifuga rotorok
15.5. Centrifuga csövek
15.6. A centrifugálás közege
15.7. Gyakorlat
15.8. Irodalom