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Articles by Xiquan Gao in JoVE
JoVE General
Mediada por Agrobacterium inducida por el virus Gene ensayo silenciamiento en algodón
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
Se presenta el protocolo detallado para la mediada por Agrobacterium inducida por el virus de silenciamiento génico (VIGS) de ensayo en el algodón. El virus del cascabel del tabaco (TRV) vectores derivados de VIGS fueron desplegados para inducir el silenciamiento de ARN de algodón GrCLA1, Alterados Cloroplastos un gen. El fenotipo albino causadas por el silenciamiento GrCLA1 se observó en el estado de plántula dentro de 2 semanas después de la inoculación.
Other articles by Xiquan Gao on PubMed
Efectos De Theobroxide, Un Producto Natural, En El Nivel De Jasmonoids Endógeno
El microtuber de la patata natural inducir sustancia, theobroxide, fuertemente induce la formación de tubérculos de papa (Solanum tuberosum L.) y floral de morning glory (Pharbitis nil) plantas bajo no inductores (largas jornadas) condiciones (Yoshihara et al., 2000). En el presente estudio, se evaluó la theobroxide por su efecto sobre el nivel de jasmonoids endógeno en diferentes tejidos de estas dos plantas. Se realizó un bioensayo in vitro utilizando cultivos de nodo segmentos de tallos de patata con el suplemento de theobroxide en el medio. El ácido jasmónico endógeno (JA) y su análogo tuberonic ácido (TA, ácido 12-hydroxyjasmonic) en segmentos y microtubérculos se analizaron cuantitativamente. El aumento en el nivel de JA endógeno causado por theobroxide se observó en ambos segmentos y microtubérculos. TA endógeno se detectó sólo en segmentos, y el contenido aumenta con la concentración de theobroxide. En cuanto a la gloria de la mañana, la planta entera se asperjó con theobroxide para 1 aproximadamente 5 semanas bajo diferentes fotoperíodos y JA endógena en las hojas fueron analizados cuantitativamente. Theobroxide rociar aumentó el nivel de JA endógena en las hojas de las plantas cultivadas en días cortos y largos.
Papel Inhibitorio De Giberelinas En Floración Inducida Por Theobroxide De Pharbitis Nada
Theobroxide, un nuevo compuesto activo aislado de un hongo, se ha divulgado previamente para inducir la formación de la tuberización y floral de la patata en Pharbitis cero bajo condiciones de día largo no inductivas. Hasta la fecha, el mecanismo de acción de theobroxide en la inducción floral p. equivalente a cero, sin embargo, se desconoce. En el presente estudio, se observó una reducción de la longitud del tallo, junto con la inducción de brotes de la flor, en P. tratados con theobroxide y corto-día-crecido plantas nada. Además, los resultados mostraron que la formación floral se retrasó notablemente en P. nil plántulas con eliminación de cotiledones o rotura de la noche. El efecto de la supresión de la noche-se rompe y el cotiledón-retiro, sin embargo, fue abolido totalmente por pulverización theobroxide. Contenido endógeno gibberellin(1/3) en P. nil plantas tratadas con theobroxide o cultivado bajo condiciones de días cortos fueron relativamente bajas, sugiriendo que giberelinas probablemente negativamente están implicados en la formación floral theobroxide y corto-día-inducida de p. nil.
Inhibición De La Elongación Del Tallo En Espinacas Por Theobroxide
En el presente estudio, se investigó la influencia de theobroxide en la elongación del tallo en espinaca (Spinacia oleracea). Nuestros resultados mostraron que la elongación del tallo y la formación de flores fueron inhibidos por fumigación de plantas de espinacas con theobroxide bajo inductivo, largo día condiciones (16 h luz/8 h oscuro), mientras que la aplicación de GA3 aplicada exógeno prevenir el efecto de theobroxide. El análisis cuantitativo mostró theobroxide suprimido GA1 biosíntesis, mientras que el contenido endógeno de ácido jasmónico era sin cambios. Sin embargo, bajo condiciones de día corto (oscuro h de 10 h luz/14), no hubo diferencias en la longitud del tallo entre plantas tratadas y no tratadas. Estos resultados sugieren que la inhibición de la elongación del tallo por theobroxide es probablemente debido a la supresión de la biosíntesis de giberelinas.
La Interrupción De Un Maíz 9-lipoxigenasa Resultados En Aumento De La Resistencia a Patógenos Fúngicos Y Menores Niveles De Contaminación Con Micotoxinas Fumonisinas
Oxylipins de origen vegetal, producido a través de la lipoxigenasa (LOX) y la vía, funcionan como señales en la defensa y el desarrollo. En los hongos, oxylipins son potentes reguladores de la biosíntesis de las micotoxinas y esporogenesis. Estudios anteriores mostraron que las plantas 9-LOX-hidroperóxidos de ácidos grasos derivados de inducir la producción de conidios y micotoxinas. En este caso, hemos probado la hipótesis de que oxylipins producida por el maíz 9-LOX vía están obligados por los agentes patógenos que producen esporas y micotoxinas y para colonizar con éxito el anfitrión. Mutantes de maíz fueron generados en el que la función de un gen 9-LOX, ZmLOX3, fue suprimido por una inserción de un transposón Mutator en su secuencia de codificación, lo que resultó en niveles reducidos de varias 9-LOX derivados de hidroperóxidos. Apoyo a nuestra hipótesis, conidios y la producción de la micotoxina fumonisina B1 por Fusarium verticillioides se redujeron drásticamente en los núcleos de los lox3 mutantes en comparación con casi isogénicas tipos silvestres. Del mismo modo, la producción de conidios y severidad de la enfermedad del tizón de la hoja antracnosis causada por Colletotrichum graminicola se redujeron significativamente en los lox3 mutantes. Por otra parte, lox3 mutantes muestran una mayor resistencia al tizón de la hoja causada por el sur de heterostrophus Cochliobolus y pudriciones del tallo causada tanto por F. verticillioides y graminicola C.. Estos datos sugieren fuertemente que el metabolismo mediado oxylipin por una planta específica 9-LOX isoforma se requiere para la patogénesis fúngica, incluyendo el desarrollo de la enfermedad y la producción de esporas y micotoxinas.
Una Novela Lipoxigenasa Plastidial De Maíz (Zea Mays) ZmLOX6 Codifica Para Una Liasa ácido Graso Hidroperóxido Y Es El único Regulado Por Fitohormonas Y La Infección Por Patógenos
Lipoxigenasas (LoXS) son miembros de una familia de enzimas que catalizan la oxigenación general de ácidos grasos poliinsaturados en diversos compuestos de hidroperóxido, oxylipins llamados colectivamente. Aunque LoXS han sido bien estudiados en las especies de dicotiledóneas, los informes de los genes que codifican estas enzimas son escasos para las monocotiledóneas, especialmente el maíz. Aquí, se informó de la clonación, caracterización y análisis molecular funcional de un gen de maíz LOX novela, ZmLOX6. La secuencia de nucleótidos ZmLOX6 codifica un producto de traducción deducida de 892 aminoácidos. El análisis filogenético reveló que ZmLOX6 está lejanamente emparentada con el previamente reportado 9 - o 13 LoXS los del maíz y otras especies de plantas, como el arroz y Arabidopsis. Aunque la predicción de secuencia sugerida localización citoplasmática de esta proteína, la proteína ha sido ZmLOX6 informes aislados de cloroplastos de células del mesófilo, haciendo hincapié en las características únicas de esta proteína. La localización plastidial fue confirmado por experimentos de absorción del cloroplasto in vitro con la proteína traducida. El análisis de la proteína recombinante reveló que ZmLOX6 ha perdido la actividad de la formación de ácido graso hidroperóxido pero el 13-LOX-derivada hidroperóxidos de ácidos grasos se dividieron en pares de cadena omega-oxo ácidos grasos y como aún no identificado C5-compuesto. De acuerdo con su abundancia reportado en las células del mesófilo, ZmLOX6 se expresó principalmente en el tejido foliar. Análisis de transferencia Northern demostró que ZmLOX6 fue inducida por el ácido jasmónico, pero reprimida por ácido abscísico, ácido salicílico y etileno y no era sensible a la herida o insectos. Además, este gen fue fuertemente inducidos por el carbonum Cochliobolus hongo patógeno durante las interacciones compatibles, lo que sugiere que ZmLOX6 puede contribuir a la susceptibilidad a este patógeno. La posible participación de ZmLOX6 en las interacciones con patógenos de maíz se discute.
Maíz 9-lipoxigenasa ZmLOX3 Desarrollo Controles, Raíz De La Expresión Específica De Genes De Defensa, Y La Resistencia a Los Nematodos-
Los nematodos parásitos (RKN) son plagas graves de maíz. A pesar de la lipoxigenasa (LOX), las vías y sus productos oxylipin han sido implicados en las interacciones de plantas y los nematodos, antes de que este informe no había pruebas concluyentes de genética para la función de cualquier gen LOX planta en tales interacciones. Hemos demostrado que la expresión de un maíz 9-LOX gen, ZmLOX3, aumentó de manera constante y alcanzó un máximo de 7 días después de la inoculación con Meloidogyne incognita RKN. Mu-lox3 de inserción-4 mutantes muestra Aumenta el atractivo para RKN y un mayor número de juveniles y huevos. Un conjunto de ácido jasmónico (JA) - los genes y el etileno (ET)-respuesta y biosíntesis, así como de ácido salicílico (SA)-que dependen de los genes se sobreexpresa específicamente en las raíces de lox3-4 mutantes. De acuerdo con esto, los niveles de JA, SA, y ET fueron elevados en lox3-4 mutantes raíces, pero no en las hojas. A diferencia de los tipos salvajes, en lox3-4 raíces mutantes, una fenilalanina amonio liasa (PAL) de genes no era RKN-inducible, lo que sugiere un papel para PAL metabolismo mediado en la resistencia a los nematodos. Además de estas alteraciones en el estado de defensa de las raíces, lox3-4 mutantes knockout muestran la senescencia precoz y reducción de la longitud de raíz y altura de planta en comparación con el tipo silvestre, lo que sugiere que ZmLOX3 se requiere para el desarrollo normal de la planta. En conjunto, nuestros datos indican que la vía mediada por ZmLOX3 puede actuar como un supresor de la raíz específica de las tres vías principales de la defensa de señalización a fin de canalizar la energía vegetal en los procesos de crecimiento, pero es necesario para los niveles normales de la resistencia contra los nematodos.
Consideraciones Sobre La Utilización De Datos De Imágenes Hiperespectrales En Las Clasificaciones De Productos Alimenticios, Ejemplificada Por El Análisis De Granos De Maíz
Desarrollo de procedimientos analíticos robustos es importante cuando se utiliza la tecnología de imágenes hiperespectrales en la tecnología de los alimentos y la agricultura. Este estudio usó líneas casi isogénicas de maíz endogámicas para hacer frente a dos preguntas básicas: (1) ¿En qué medida está el aumento de precisión de la clasificación por molienda granos de maíz? (2) ¿Puede la precisión de la clasificación de las dos líneas casi isogénicas puras ser aumentada usando un filtro espectral para clasificar los perfiles de hiperespectrales sólo algunos de cada cubo de la imagen? Granos enteros y granos de tierra en intervalos de dos partículas, 0.250-0.354 mm (tamaño 1) y 0.354-0.841 mm (tamaño 2), fueron examinados. Perfiles espectrales adquiridos a partir de granos de tierra tuvieron una mayor repetibilidad espectral de los datos recogidos a partir de granos enteros. El error de clasificación de las funciones discriminantes de granos enteros era de 3 veces menor que la de las partículas de tamaño de tierra 1. Aplicando un filtro espectral de datos de entrada tenía un efecto despreciable en la clasificación de perfiles hiperespectrales de granos enteros y el tamaño de las partículas de tierra 2, pero para partículas de tamaño de tierra 1 un aumento considerable en la precisión se observó. La validación independiente confirma que la distinción entre el tipo salvaje y mutante líneas endogámicas de maíz podría llevarse a cabo con una precisión de> 80% después de que el filtro espectral propuesta se ha aplicado a los perfiles de hiperespectrales de partículas del tamaño de tierra 1. Una combinación de análisis discriminante y análisis de regresión se podría utilizar para predecir con exactitud proporciones de mezcla de las dos líneas consanguíneas. El uso de filtrado espectrales para aumentar el nivel de repetibilidad espectral y el uso de tecnología de imagen hiperespectral en operaciones a gran escala comercial se discuten.
La Inactivación De La Lipoxigenasa ZmLOX3 Aumenta La Susceptibilidad Del Maíz a Aspergillus Spp
Lipoxigenasas de plantas y hongos (LOX) catalizan la oxidación de ácidos grasos poliinsaturados, la creación de ácidos grasos (hidroperóxidos oxylipins). Oxylipins por hongos se requieren para el normal desarrollo de hongos y el metabolismo secundario, y de plantas derivadas de acogida oxylipins interferir con estos procesos en los hongos, probablemente por mimetismo de la señal. El maíz gen LOX ZmLOX3 ha sido implicado previamente en Aspergillus semillas de las interacciones, por lo que hemos probado las interacciones de una línea de maíz mutante (lox3-4, en el que se interrumpe ZmLOX3) con el micotoxigénicos semillas infectar hongo Aspergillus flavus y Aspergillus nidulans. El mutante lox3-4 fue más susceptibles que los de tipo salvaje de maíz a dos especies de Aspergillus. Todas las cepas de A. flavus y A. nidulans producido más conidios y la aflatoxina (o el precursor esterigmatocistina) en lox3-4 núcleos que en los núcleos de tipo salvaje, in vitro y en condiciones de campo. Aunque oxylipins no difirieron de forma detectable entre A. flavus infectadas por granos de la lox3-4 y de tipo salvaje (WT) maíz, precursores oxylipin (ácidos grasos libres) y un metabolito intermedio (ácido jasmónico) acumulados a mayores niveles en lox3-4 que en los núcleos de WT. El aumento de la resistencia de los mutantes lox3-4 a otros hongos patógenos (Fusarium, Colletotrichum, Cochliobolus, y especies de Exserohilum.) Está en agudo contraste con los resultados descritos en este documento para Aspergillus spp., Lo que sugiere que los resultados de LOX-gobernada por las interacciones huésped-patógeno son patógeno específico.
Una Quinasa Del Receptor-como Citoplasmática, BIK1, Se Asocia Con Un Receptor De Flagelina Complejo Para Iniciar La Inmunidad Innata Planta
Las plantas y los animales dependen de la inmunidad innata para prevenir las infecciones mediante la detección de microbios de los patrones moleculares asociados (mAmps) a través de receptores de reconocimiento de patrones (RRP). La planta de PRR FLS2, una repetición rica en leucina-quinasa del receptor, reconoce flagelina bacteriana y se inicia la señalización inmune por asociación con otra rica en leucina repetir-receptor de tipo quinasa, BAK1. Aún se desconoce cómo el complejo receptor FLS2/BAK1 activa cascadas de señalización intracelular. Aquí hemos identificado el BIK1 receptor de tipo quinasa citoplasmática, que es rápidamente fosforilada en la percepción flagelina, dependiendo tanto FLS2 y BAK1. BIK1 asociados con FLS2 y BAK1 in vivo e in vitro. BIK1 es fosforilada por BAK1 y BIK1 también directamente fosforila BAK1 y FLS2 in vitro. La flagelina fosforilación sitio Thr (237) de BIK1 se requiere para su fosforilación en BAK1 y FLS2, lo que sugiere que es probable BIK1 primera fosforilados en la percepción flagelina y posteriormente transphosphorylates FLS2/BAK1 para propagar flagelina de señalización. Es importante destacar que bik1 mutantes están comprometidos en diversos flagelina las respuestas mediadas por e inmunidad a la infección bacteriana no patógena. Por lo tanto, BIK1 es un componente esencial en la transducción de la señal de MAMP, que une el receptor de MAMP complejo de señalización intracelular corriente abajo.
Silenciar GhNDR1 Y GhMKK2 Resistencia Algodón Compromisos Para Verticilosis
El algodón es un cultivo en todo el mundo en efectivo importantes, y es una fuente importante de productos de fibra, forraje, alimentos, petróleo y biocombustibles. Un esfuerzo considerable se ha invertido para aumentar la producción sostenible y de calidad a través de mejoramiento molecular y la ingeniería genética de los cultivares de algodón nuevos. Dada la reciente disponibilidad de la secuencia completa del genoma del algodón, es necesario desarrollar herramientas moleculares y de los recursos a gran escala de análisis de funciones de los genes a nivel del genoma. Hemos desarrollado con éxito una mediada por Agrobacterium inducida por el virus de silenciamiento génico (VIGS) ensayo de cultivares de algodón con varios diversos orígenes genéticos. Los genes de interés fueron potente y fácilmente silenciada dentro de 2 semanas después de la inoculación en la etapa de plántula. Es importante destacar que mostró que el silenciamiento de GhNDR1 GhMKK2 y la resistencia en peligro de algodón para la infección por Verticillium dahliae, un hongo patógeno que causa la marchitez por Verticillium. Además, hemos desarrollado un sistema de protoplastos de algodón para la expresión génica transitoria para estudiar funciones de los genes mediante un enfoque de ganancia de función. Los protoplastos viables fueron aisladas de cotiledones verdes, los cotiledones y hojas verdaderas ahiladas, y respondió a una amplia gama de inductores de patógenos y fitohormonas. Sorprendentemente, las plantas de algodón poseen conserva, pero también distinto, la activación de MAP quinasa con Arabidopsis en la percepción de la flagelina bacteriana desencadenante. Por lo tanto, utilizando los ensayos de silenciamiento génico, hemos demostrado que GhNDR1 y GhMKK2 se requieren para la resistencia a Verticillium en algodón, y han desarrollado un alto rendimiento de pérdida de la función y la ganancia de la función de los ensayos para estudios de genómica funcional en el algodón.
La Ubiquitinación Directa De FLS2 Receptor De Reconocimiento De Patrones Atenúa La Inmunidad Innata Planta
La respuesta inmune innata son activados por la activación de los receptores de reconocimiento de patrones (RRP). La Arabidopsis PRR flagelina DETECCIÓN 2 (FLS2) sentidos flagelina bacteriana y se inicia la señalización inmune a través de asociación con BAK1. Los mecanismos moleculares que subyacen a la atenuación de la activación FLS2 son en gran parte desconocido. Nos informan de que la flagelina induce el reclutamiento de dos estrechamente relacionados con ligasas E3 U-Box ubiquitina, y PUB12 PUB13, a complejo receptor FLS2 en Arabidopsis. BAK1 fosforila PUB12 y PUB13 y es necesario para FLS2-PUB12/13 asociación. PUB12 y PUB13 polyubiquitinate FLS2 y promover la flagelina la degradación inducida por FLS2, y los pub12 y pub13 mutantes muestran elevados de la respuesta inmune para el tratamiento de flagelina. Nuestro estudio ha puesto de manifiesto un circuito único regulador de la ubiquitinación directa y la rotación de FLS2 por BAK1 mediada por la fosforilación y la contratación de determinados ligasas E3 para la atenuación de la señalización inmune.
