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Articles by Xiquan Gao in JoVE
JoVE General
Mediata da Agrobacterium Virus-Induced tacere Assay Gene In Cotone
1Department of Biochemistry and Biophysics, Institute of Plant Genomics and Biotechnology, Texas A&M University, 2Department of Plant Pathology and Microbiology, Institute of Plant Genomics and Biotechnology, Texas A&M University
Vi presentiamo il protocollo dettagliato per Agrobacterium mediata indotta da virus silenziamento genico (VIGS), saggio in cotone. Il virus crepitio del tabacco (TRV)-vettori derivati VIGS sono stati schierati per indurre il silenziamento dell'RNA di cotone GrCLA1, Cloroplastos alterados 1 gene. Il fenotipo albino causati da tacere GrCLA1 è stata osservata nella fase piantina entro 2 settimane dopo l'inoculazione.
Other articles by Xiquan Gao on PubMed
Effetti Di Theobroxide, Un Prodotto Naturale, Al Livello Di Jasmonoids Endogeni
Microtuber di patate naturali che inducono la sostanza, theobroxide, fortemente induce la formazione del tubero di patata (Solanum tuberosum L.) e bocciolo di morning glory (Pharbitis nil) piante sotto non indurre condizioni (lunghi giorni) (Yoshihara et al., 2000). Nel presente studio, theobroxide è stato valutato per il suo effetto sul livello di jasmonoids endogeni in diversi tessuti di queste due piante. Con il supplemento di theobroxide nel mezzo è stata eseguita un'analisi biologica in vitro usando culture dei segmenti singolo nodo di fusti di patata. L'Acido jasmonico endogeno (JA) e l'acido tuberonic analogico (TA, acido 12-hydroxyjasmonic) in segmenti e microtubers sono stati analizzati quantitativamente. L'aumento del livello endogeno di JA causata da theobroxide è stato osservato in entrambi i segmenti e microtubers. TA endogeno è stato rilevato solo in segmenti, e il contenuto aumentato con la concentrazione di theobroxide. Per quanto riguarda la gloria di mattina, l'intero impianto è stato spruzzato con theobroxide per 1 circa 5 settimane sotto diversi fotoperiodi e JA endogeno nelle foglie è stata analizzata quantitativamente. Theobroxide a spruzzo aumentato il livello di JA endogeno nelle foglie delle piante coltivate sotto i giorni lunghi e brevi.
Ruolo Inibitorio Di Gibberelline in Fioritura Theobroxide-indotta Di Pharbitis Nil
Theobroxide, un romanzo composto attivo isolato da un fungo, è stato segnalato in precedenza per indurre la formazione di tuberization e bocciolo di patata in Pharbitis nil condizioni lungo giorno non induttivo. Fino ad oggi, il meccanismo di azione del theobroxide sull'induzione bocciolo di p. nil, tuttavia, è ancora sconosciuto. Nel presente studio, abbiamo osservato una riduzione della lunghezza del gambo, insieme con l'induzione di boccioli di fiori, in P. theobroxide-trattati e cresciuta giorno corto piante nil. Inoltre, i risultati hanno mostrato che formazione bocciolo è stato ritardato marcatamente in P. nil piantine con rimozione dei cotiledoni o esposizione a night break. L'effetto di soppressione della notte-si rompe e il cotiledone-rimozione, tuttavia, è stata abolita completamente da theobroxide a spruzzo. Gibberellin(1/3) endogeni contenuto in P. nil piante trattate con theobroxide o coltivate in condizioni short-day erano relativamente basse, suggerendo che gibberelline probabilmente negativamente sono coinvolti nella formazione di fiore-bud theobroxide e corto-giorno-indotta di p. nil.
Inibizione Dell'allungamento Del Gambo in Spinaci Da Theobroxide
In questo studio, abbiamo studiato le influenze di theobroxide sul gambo allungamento negli spinaci (Spinacia oleracea). I nostri risultati hanno mostrato che staminali allungamento e formazione del fiore sono stati inibiti da spinaci impianti a spruzzo con theobroxide sotto induttivo, lunga giornata condizioni (16 h luce/8 h scuro), mentre l'applicazione di GA3 applicata esogena impedito l'effetto di theobroxide. Analisi quantitativa ha mostrato che theobroxide soppresso GA1 biosintesi, considerando che il contenuto di Acido jasmonico endogeno era invariato. Tuttavia, in condizioni di giorno corto (scuro h di luce/14 h 10), c'erano differenze nella lunghezza gambo tra piante trattate e non trattate. Questi risultati suggeriscono che l'inibizione dell'allungamento del gambo di theobroxide è probabilmente a causa della soppressione della biosintesi gibberellina.
Interruzione Di Un Mais 9-lipossigenasi Si Traduce in Maggiore Resistenza a Patogeni Fungini E Riduzione Dei Livelli Di Contaminazione Da Fumonisine Micotossina
Pianta oxylipins, prodotto attraverso la via della lipossigenasi (LOX), fungono da segnali in difesa e lo sviluppo. Nei funghi, oxylipins sono potenti regolatori della micotossina biosintesi e sporogenesis. Studi precedenti hanno mostrato che idroperossidi 9-LOX-derivati degli acidi grassi vegetali inducono la produzione di conidiation e micotossine. Qui, abbiamo testato l'ipotesi che oxylipins prodotto da mais percorso 9-LOX sono tenuti da agenti patogeni di produrre spore e micotossine e a colonizzare con successo l'host. Mais mutanti sono stati generati in cui la funzione di un gene 9-LOX, ZmLOX3, è stata abolita da un inserimento di un Trasposone Mutator nella sua sequenza codifica, che ha portato nella riduzione dei livelli di idroperossidi diversi 9-LOX-derivato. Sostenendo la nostra ipotesi, conidiation e produzione della micotossina fumonisina B1 by Fusarium verticillioides furono drasticamente ridotta nel kernel dei mutanti lox3 rispetto ai tipi selvatici vicino isogeni. Allo stesso modo, produzione di conidi e gravità della malattia di antracnosi foglia batterico causato da Colletotrichum graminicola sono stati significativamente ridotti i mutanti lox3. Inoltre, lox3 mutanti visualizzato maggiore resistenza a foglia meridionale batterico causato dal Cochliobolus heterostrophus e gambo marcisce causati da F. verticillioides e c. graminicola. Questi dati suggeriscono fortemente che oxylipin metabolismo mediato da un'isoforma 9-LOX impianto specifico è richiesto per patogenesi fungine, tra cui la malattia lo sviluppo e la produzione di spore e micotossine.
Un Romanzo Lipossigenasi Plastidial Di Mais (Zea Mays) ZmLOX6 Codifica Per Un Acido Grasso Idroperossido Liasi E Regolata in Modo Univoco Fitormoni E Infezione Del Patogeno
Lipoxygenases (LOXs) sono membri di una famiglia di grandi enzimi che catalizzano l'ossigenazione di acidi grassi polinsaturi in composti diversi idroperossido, collettivamente chiamati oxylipins. Anche se LOXs sono stati ben studiati in specie lignificato, rapporti di geni che codificano per questi enzimi sono scarse per monocotiledoni, soprattutto mais. Nel presente documento, abbiamo riportato la clonazione, caratterizzazione e analisi molecolari funzionale di un romanzo mais gene LOX, ZmLOX6. La sequenza del nucleotide ZmLOX6 codifica un prodotto dedotta traduzione di 892 aminoacidi. Analisi filogenetica ha mostrato che ZmLOX6 è tiepidi a precedentemente riportato 9 - o 13-LOXs da mais e altre specie di piante, tra cui riso e Arabidopsis. Sebbene previsione sequenza suggerito localizzazione citoplasmatica di questa proteina, proteina ZmLOX6 è stato riferito isolata da cloroplasti di cellule mesofillo, sottolineando le caratteristiche uniche di questa proteina. Plastidial localizzazione fu confermata da esperimenti di uptake cloroplasto con la proteina tradotta in vitro. Analisi della proteina ricombinante ha rivelato che ZmLOX6 ha perso idroperossido di acidi grassi formando attività ma idroperossidi 13-LOX-derivati degli acidi grassi sono stati scissi in acidi grassi a catena dispari omega-oxo e ancora non identificati C5-composto. In linea con la sua abbondanza segnalato nelle cellule del mesofillo, ZmLOX6 era prevalentemente espresso nel tessuto della foglia. Northern blot analisi ha dimostrato che ZmLOX6 è stata indotta da Acido jasmonico, ma repressa da acido abscissico, acido salicilico e dell'etilene e non era sensibile a ferire o insetti. Ulteriormente, questo gene era fortemente indotta dal fungo patogeno Cochliobolus carbonum durante le interazioni compatibili, suggerendo che i ZmLOX6 possono contribuire alla suscettibilità di questo agente patogeno. Il potenziale coinvolgimento di ZmLOX6 mais delle interazioni con gli agenti patogeni è discusso.
9-Lipossigenasi Mais ZmLOX3 Controlla Lo Sviluppo, Radice Specifica Espressione Di Geni Di Difesa E Resistenza a Nematodi Root-knot
Nematodi root-knot (RKN) sono gravi parassiti del mais. Sebbene lipossigenasi (LOX) percorsi e i loro prodotti oxylipin sono stati implicati nelle interazioni pianta-nematodi, prima di questa relazione non c'era nessuna evidenza genetica per la funzione di ogni gene LOX pianta in tali interazioni. Abbiamo mostrato quell'espressione di un gene 9-LOX mais, ZmLOX3, aumentato costantemente e raggiunse 7 giorni dopo l'inoculazione con Meloidogyne incognita RKN. Mutanti di lox3-4 MU-inserzionale visualizzato maggiore attrattiva RKN e un aumento del numero di uova e larve. Un insieme di Acido jasmonico (JA)- e geni dipendenti etilene (ET) - sensibli a reagire e biosintetico geni come bene come salicilico Acido (SA) - furono overexpressed in particolare nelle radici di mutanti di lox3-4. Coerentemente con questo, livelli di JA, SA ed ET furono elevati nelle radici mutante lox3-4, ma non nelle foglie. A differenza dei tipi di wild, in lox3-4 radici mutante, un gene di fenilalanina ammoniaca liasi (PAL) non era RKN-inducible, suggerendo un ruolo per il metabolismo di PAL-mediata nella resistenza del nematode. Oltre a queste alterazioni dello stato di difesa delle radici, mutanti knockout lox3-4 visualizzato senescenza precoce e ridotta altezza lunghezza e pianta di radice rispetto al wild type, suggerendo che la ZmLOX3 è necessaria per sviluppo di pianta normale. Presi insieme, i nostri dati indicano che il percorso ZmLOX3-mediata può agire come un soppressore specifico radice di tutti i percorsi segnalazione tre principali difesa di energia impianto canale nei processi di crescita, ma è necessario per i normali livelli di resistenza contro i nematodi.
Considerazioni Relative All'uso Di Hyperspectral Imaging Data Nelle Classificazioni Dei Prodotti Alimentari, Esemplificati Da Analisi Di Chicchi Di Mais
Sviluppo di procedure analitiche robuste è fondamentale quando si utilizza hyperspectral imaging technology in tecnologia alimentare e agricoltura. Questo studio ha usato linee vicino isogeni inbred mais per affrontare due questioni fondamentali: (1) in che misura è classificazione esattezza aumentata dalla macinazione dei chicchi di mais? (2) L'accuratezza di classificazione delle due linee inbred vicino isogeni può essere aumentata utilizzando un filtro spettrale di classificare solo alcuni profili di hyperspectral da ogni cubo immagine? Intero kernel e terra noccioli in due intervalli di particella, 0.250-0.354 mm (dimensione 1) e 0.354-0.841 mm (formato 2), sono stati esaminati. Profili spettrali acquisiti da noccioli di terra avevano più elevata ripetibilità spettrale rispetto a dati raccolti da intero kernel. L'errore di classificazione delle funzioni discriminante da intero kernel era > 3 volte inferiore a quella delle particelle di dimensione 1 terra. Applicando un filtro spettrale di input dei dati ha avuto effetto trascurabile sulle classificazioni di hyperspectral profili dall'intero kernel e particelle di terreno 2 dimensioni, ma per particelle di dimensione 1 terra è stato osservato un aumento considerevole di precisione. Convalida indipendente ha confermato che la distinzione tra wild type e mutanti linee inbred di mais potrebbe essere condotta con > 80% precisione dopo il filtro spettrale proposto era stato applicato ai profili di hyperspectral di particelle di dimensioni 1 terra. Una combinazione di analisi di regressione e analisi discriminante potrebbe essere utilizzata per prevedere con precisione i rapporti di miscela delle due linee «inbred». L'uso di filtraggio spettrale per aumentare il livello di ripetibilità spettrale e l'uso di hyperspectral imaging technology in operazioni commerciali su larga scala sono discussi.
Inattivazione Della Lipossigenasi ZmLOX3 Aumenta La Suscettibilità Del Mais Di Aspergillus Spp
Piante e funghi lipoxygenases (LOX) catalizzano l'ossidazione degli acidi grassi polinsaturi, creazione di idroperossidi degli acidi grassi (oxylipins). Oxylipins fungine sono richiesti per impianto derivato da host oxylipins interferire con questi processi nei funghi, presumibilmente di mimetismo segnale normale sviluppo fungoso e metabolismo secondario. Il gene LOX mais ZmLOX3 è stato implicato in precedenza in semi-Aspergillus interazioni, così abbiamo testato le interazioni di una mutante linea mais (lox3-4, in cui ZmLOX3 è interrotta) con il mycotoxigenic semi-infettando funghi Aspergillus flavus e Aspergillus nidulans. Il mutante di lox3-4 era più suscettibile di mais selvaggio-tipo a due specie di Aspergillus. Tutti i ceppi di A. flavus e a. nidulans prodotto più conidi e aflatossina (o la sterigmatocistina precursore) sui kernel lox3-4 rispetto il selvaggio-tipo noccioli, in vitro e in condizioni di campo. Anche se oxylipins non differiscono distintamente tra a. flavus-infettati chicchi del mais lox3-4 e wild-type (WT), precursori oxylipin (acidi grassi liberi) e un metabolita a valle (Acido jasmonico) accumulato a maggiori livelli di lox3-4 rispetto nei kernel WT. L'aumento della resistenza del mutante lox3-4 per altri patogeni fungini (Fusarium, Colletotrichum, Cochliobolus ed Exserohilum spp.) è in netto contrasto con i risultati descritti per Aspergillus spp., suggerendo che i risultati delle interazioni ospite-patogeno LOX-governato sono agenti patogeni specifici.
Una Receptor-like Chinasi Citoplasmatica, BIK1, Associa Un Recettore Flagellina Complesso Di Immunità Innata Pianta Initiate
Piante e animali si basano sull'immunità innata per prevenire le infezioni di rilevamento del microbo-associated molecular pattern (MAMP) attraverso recettori di riconoscimento di pattern (PRRs). La pianta PRR FLS2, una chinasi di ripetizione-recettore ricchi di leucina, riconosce flagellina batterica e avvia la segnalazione immune dall'associazione con un altro ricco di leucina repeat-receptor-like chinasi, BAK1. Rimane sconosciuto come il complesso recettoriale FLS2/BAK1 attiva cascate di segnalazione intracellulare. Qui abbiamo identificato il receptor-like chinasi citoplasmatica BIK1 che rapidamente è fosforilata sulla percezione di flagellina, a seconda sia FLS2 e BAK1. BIK1 associa FLS2 e BAK1 in vivo e in vitro. BIK1 è fosforilata da BAK1 e BIK1 anche direttamente tirosine BAK1 e FLS2 in vitro. Il sito di fosforilazione di flagellina Thr(237) di BIK1 è necessario per la sua fosforilazione su BAK1 e FLS2, suggerendo che BIK1 è probabile che prima fosforilato su percezione flagellina e successivamente transphosphorylates FLS2/BAK1 per propagare flagellina segnalazione. Importante, bik1 mutanti sono compromesse in diverse risposte flagellina-mediata e l'immunità all'infezione batterica parte. Così, BIK1 è un componente essenziale nella trasduzione del segnale MAMP, che collega il complesso recettoriale MAMP per segnalazione intracellulare a valle.
Silenziamento Resistenza GhNDR1 E GhMKK2 Del Cotone Compromessi a Verticillium Appassisce
Cotone è un'importante coltura di contanti in tutto il mondo ed è una fonte significativa di fibra, mangime, prodotti alimentari, petrolio e biocarburanti. Notevole sforzo è stato consumato per aumentare rendimento sostenibile e qualità attraverso l'allevamento molecolare e ingegneria genetica di nuove cultivar di cotone. Data la recente disponibilità della sequenza del genoma intero di cotone, è necessario sviluppare strumenti molecolari e le risorse per l'analisi su larga scala delle funzioni del gene a livello di genome-wide. Abbiamo sviluppato con successo un dosaggio di silenziamento (VIGS) in diverse cultivar di cotone con vari sfondi genetici agrobatterio-mediata del gene indotta dal virus. I geni di interesse erano potentemente e prontamente tacitati entro 2 settimane dopo l'inoculazione nella fase del semenzale. Importante, abbiamo dimostrato che tacere GhNDR1 e GhMKK2 compromesso resistenza di cotone per l'infezione da Verticillium dahliae, un patogeno fungino causando Verticillium appassisce. Inoltre, abbiamo sviluppato un sistema di protoplasti di cotone per espressione del gene transitoria studiare le funzioni del gene da un approccio di guadagno di funzione. I protoplasti vitali sono stati isolati dai cotiledoni verdi, etiolated i cotiledoni e foglie vere e ha risposto a una vasta gamma di elicitori patogeno e fitormoni. Notevolmente, piante di cotone possiedono conservata, ma anche distinto, mappa chinasi attivazione con Arabidopsis sulla percezione flagellina elicitori batterica. Così, utilizzando dosaggi di silenziamento genico, abbiamo dimostrato che GhNDR1 e GhMKK2 sono richiesti per la resistenza a Verticillium in cotone e hanno sviluppato le analisi della funzione di perdita e guadagno di funzione high throughput per studi di genomici funzionale in cotone.
Ubiquitination Diretta Del Recettore Di Riconoscimento Di Pattern FLS2 Attenua La Pianta Dell'immunità Innata
Risposta immunitaria innata sono innescato dall'attivazione dei recettori di riconoscimento di pattern (PRRs). Il rilevamento di Arabidopsis PRR FLAGELLINA 2 (FLS2) i sensi flagellina batterica e avvia immune segnalazione tramite associazione con BAK1. I meccanismi molecolari sottostanti l'attenuazione dell'attivazione FLS2 sono in gran parte sconosciuti. Segnaliamo che flagellina induce reclutamento di due strettamente correlati U-casella E3 ubiquitina ligasi, PUB12 e PUB13, recettore FLS2 complessi in Arabidopsis. BAK1 tirosine PUB12 e PUB13 ed è richiesto per associazione FLS2-PUB12/13. Polyubiquitinate PUB12 e PUB13 FLS2 promuovere indotta da flagellina FLS2 degradazione e i mutanti pub12 e pub13 visualizzati elevata risposta immunitaria al trattamento flagellina. Il nostro studio ha rivelato un unico circuito regolamentare di ubiquitination diretto e fatturato di FLS2 da fosforilazione BAK1-mediata e reclutamento della ligasi E3 specifiche per l'attenuazione di segnalazione immune.
