Methodenartikel

Adventivwurzeln von Pappeln, die durch Stängelkrebserreger induziert werden: Ein experimentelles System zur Untersuchung der Wurzelbiologie und der Prozesse im Zusammenhang mit der Lichtreaktion

DOI:

10.3791/67304

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11. Oktober 2024

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1State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding, Institute of Ecological Conservation and Restoration, Chinese Academy of Forestry, 2Comprehensive Experimental Center in Yellow River Delta of Chinese Academy of Forestry, 3Beijing Haidian Kaiwen Academy High School, 4State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll zur Induktion der Produktion von Adventivwurzeln (ARs) über den Phloem- oder Epidermisgürtel-Pilzerreger-Impfweg vor, das für die Untersuchung der Wurzelbiologie und der physiologischen Prozesse im Zusammenhang mit der Lichtreaktion in Pappeln geeignet ist.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Valsa sordida und Botryosphaeria dothidea sind zwei wichtige nekrotrophe Pilzpathogene, die viele pflanzliche Wirte schädigen, insbesondere Arten der Gattung Populus. Diese beiden pilzlichen Erreger kommen vor allem in Pappelzweigen, -stämmen und -zweigen vor und verursachen klassische Symptome wie Krebsläsionen, Kronensterben und Welken. Die Impfung mit Krankheitserregern ist der effizienteste Weg, um den Mechanismus von Pflanzenkrankheiten zu untersuchen. Neben den Krebsläsionen um die Inokulationsstellen an den Stängeln wurde bei Pappelarten nach Impfungen mit Stammkrebserregern ein neues Entwicklungsphänomen beobachtet, reichlich Adventivwurzeln (ARs) mit leuchtend roter Farbe. In dieser Studie haben wir die Methode zur Induktion von ARs mit Hilfe von pilzlichen Krankheitserregern in Pappeln beschrieben. Der entscheidende Schritt dieser Methode ist die Inokulation des Erregers nach (Phloem- oder Epidermis-)Gürtelmanipulation. Der zweite entscheidende Schritt ist das Auftragen des feuchtigkeitsspendenden Materials. Im Vergleich zur feuchtigkeitsspendenden Manipulation mit Parafilm kann das Umwickeln der geimpften Stellen mit Haushaltsfolie aus Polyethylen (PE) innerhalb von 20 Tagen nach der Umgürtung und Impfung farbenfrohe, zahlreiche und robuste ARs erzeugen. Schließlich keimten aus den geimpften Ringen in den Pappelstämmen nach der Beschattungsbehandlung (Umwickeln der Stängel mit Aluminiumfolie) weiße ARs. Mit dieser Methode wird ein neuartiges experimentelles System zur Untersuchung der Wurzelentwicklung und Morphogenese eingeführt, das für das Verständnis der Biologie der Wurzelentwicklung, der Morphogenese und der Reaktion auf Krankheitsstress von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus kann diese Studie in Kombination mit einer Beschattungsbehandlung ein geeignetes experimentelles System zur Untersuchung von Prozessen im Zusammenhang mit der Lichtreaktion bieten, beispielsweise der Biosynthese von Flavonoiden, Anthocyanen oder anderen verwandten Metaboliten und Genen oder Transkriptionsfaktoren, die an diesen Prozessen beteiligt sind.

Einleitung

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Pappelstammkrebskrankheiten, die durch nekrotrophe Pilzpathogene, Valsa sordida und Botryosphaeria dothidea, verursacht werden, sind die beiden entscheidenden Baumkrankheiten in Nordchina, die die Entwicklung ökologischer und wirtschaftlicher Plantagen von Pappelarten schwer beeinträchtigt haben. Pappelkrebserkrankungen treten immer an der Rinde der Stämme und Äste auf, während Krebsläsionen ihre typischen Symptome sind. Nach dem Ausbruch der Krankheiten schädigten die expandierenden Krebsläsionen nach und nach das Phloem, das Kambium und das Xylem der Wirte. Darüber hinaus beeinflussten sie den Transport von assimilierten Produkten und Wasser durch das Gefäßsystem. Wie die Krebserreger den Phloem- und Xylemtransport behindern, bleibt jedoch unklar.

Um die Transportmechanismen von Kohlenhydraten und Wasser in Pappeln aufzudecken, die von Krebserregern befallen sind, haben wir die Phloem- oder Epidermisgürtel-Inokulationsmethode 1,2 vorgeschlagen, die die klassische Manipulation des Gartengürtels und die Methode der Erregerinokulation (Myzelia-Block-Wunden-Inokulation) kombiniert. Mit diesen Methoden kann der Befallsprozess und die durch Krebserreger induzierte Verstopfung von Wasser und Kohlenhydraten simuliert werden.

Unsere Forschung zeigte, dass Pilzpathogene das Absterben des Pappelkronendachs verursachten, indem sie zunächst einen Kohlenstoffmangel und nicht ein hydraulisches Versagen induzierten 1,3,4,5. Überraschenderweise haben wir eine besondere Rhizogenese an Pappelstämmen beobachtet, die mit der Inokulation von Stammkrebserregern in Verbindung gebracht wurden: Reichlich rote Adventivwurzeln (ARs) wachsen aus dem unteren Ende der oberen Stängel (gegenüber dem oberen Rand der Phloem- oder Epidermis-Gürtelringe). Darüber hinaus zeigten unsere Experimente, dass die Produktion von ARs bei der Interaktion zwischen Pappel und Krebserregern universell ist. Sie können aus Pappelarten oder Klonen unterschiedlichen Alters (1-, 2- oder sogar 6 Jahre) hergestellt werden und können durch verschiedene Krebspathogene (V. sordida und B. dothidea) oder deren Isolate induziert werden. Darüber hinaus haben wir die Farbmechanismen von Pappel-ARs untersucht, und die Ergebnisse zeigten, dass sie mit der Biosynthese von Flavonoiden und Anthocyanen sowie mit der Regulation der Genexpression von lichtbezogenen Genen (oder Genmodulen) unter Lichtbedingungen verbunden ist6. Daher können diese durch Krankheitserreger induzierten Pappel-ARs als stabiles und ideales experimentelles System für die Untersuchung der Pflanzen-Pathogen-Interaktion, der Wurzelbiologie und der Funktion und Expression lichtbezogener Gene verwendet werden.

In dieser Studie werden wir das Protokoll zur Etablierung eines experimentellen Systems für Pappel-ARs durch einen Gürtel-Impfweg vorstellen und bereitstellen. Darüber hinaus weisen wir auf die entscheidenden Faktoren hin, die die Bildung von ARs beeinflussen, und erläutern die mögliche Anwendung der Gürtelimpfung bei der Erforschung der Biologie der Pappelwurzel und anderer physiologischer Prozesse, die mit der Lichtreaktion zusammenhängen.

Protokoll

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1. Induktion von Pappel-ARs durch Gürtung-Inokulation

  1. Kultur von Pilzkrebserregern
    1. Lösen Sie 6 g Kartoffelextrakt, 20 g Dextrose und 20 g Agar in 1000 ml Wasser auf, um das Kartoffel-Dextrose-Agar (PDA)-Medium herzustellen. Sterilisieren Sie das Medium 30 Minuten lang bei 121,1 °C und gießen Sie das Medium in Petrischalen (9 cm Durchmesser), wobei jede Schale etwa 20 ml PDA-Medium enthält.
    2. Beimpfen Sie den aktivierten Pilzmyzelwürfel (~0,5 cm) in der Mitte der PDA-Petrischale.
    3. Inkubieren Sie die inokulierten PDA-Platten im Dunkeln bei 28 °C für 7-10 Tage.
    4. Schneiden Sie das inkubierte PDA-Medium mit Pilzmyzel in Streifen (1,2 cm breit; ca. 3-6 cm lang).
  2. Aufbereitung von Pappelmaterialien
    1. Wählen Sie 1-2 Jahre alte, kräftig wachsende Pappelsetzlinge aus.
    2. Wählen Sie reife Stängel/Zweige von Pappelsetzlingen (1-2 cm Durchmesser, frei von Krankheiten und Schädlingsbefall).
    3. Waschen Sie die Impfbereiche (ca. 30 cm hoch über dem Boden oder der Basis der Äste) von Pappelstängeln/-ästen; Die Stängel/Zweige mit 75%iger Alkohollösung sterilisieren.
  3. Induktion von ARs durch Phloem-Girdling-Inokulation
    1. Umgürten Sie vorsichtig die Epidermis und das Phloem der sterilisierten Pappelstängel/-äste, entfernen Sie die umgürteten Phloemringe (1 cm breit, einschließlich teilweisem Kambium) und legen Sie das weiße, innere Kambium-/Xylemgewebe frei.
      HINWEIS: In den Schritten 1.3.2-1.3.4 werden alternative Impfmethoden beschrieben.
    2. Decken Sie den Gürtelbereich vollständig mit Myzelbändern (1,2 cm breit) als Phloemgürtel-Inokulationsbehandlung (GP) ab. Die Pilzhyphen sind dem freigelegten Xylem zugewandt.
    3. Kratzen und beschädigen Sie das freiliegende innere Kambiumgewebe mit sterilisierten Messern und impfen Sie dann die PDA-Bänder (1,2 cm breit) an den Gürtelbereichen als Gürtelkambiumentfernungsbehandlung (GR).
    4. Beimpfen Sie die Gürtelregionen direkt mit den unkultivierten PDA Medium Straps (1,2 cm Breite) als Gürtelkontrolle (GC).
    5. Wickeln Sie die beimpften Stängel/Zweige mit dehnbarem, farblosem und transparentem Pfropfband (oder PE-Plastikfolie) ein. Wickeln Sie 4 Schichten ein, um die Feuchtigkeit im Inneren zu halten.
    6. Binden Sie die geimpften Stängel/Zweige mit (Metall-, Plastik- oder holzigen) Stäben (über 50 cm) zusammen, um sie vor Windschutz zu schützen.
    7. Kultivieren Sie das umgürtete Pappelmaterial mit regelmäßiger Bewässerung während des Experiments.
    8. Beobachten Sie von außen und notieren Sie die Bildung von Pappel-ARs 14-30 Tage nach der Inokulation.
  4. Induktion von ARs durch Epidermisgürtel-Inokulation
    1. Inokulierte Materialien auswählen und vorbereiten, wie in Schritt 1.2 beschrieben.
    2. Die Epidermis von Pappelstämmen/-zweigen vorsichtig umgürten.
    3. Entfernen Sie die Epidermisringe (1,0 cm breit) und legen Sie das grüne Phloemgewebe frei.
    4. Kratzen Sie das Phloemgewebe viermal leicht und senkrecht ab und legen Sie die innere Struktur des Phloems frei.
    5. Beimpfen Sie die umgürtete Epidermisregion mit den Pilzmyzel- (eGP) und PDA-Bändern (eGC). Führen Sie Impfmanipulationen ähnlich wie in den Schritten 1.3.2-1.3.4 durch.
    6. Wickeln Sie die beimpften Stängel mit Pfropfband (oder PE-Plastikfolie) ein, wie in Schritt 1.3.5 beschrieben.
    7. Verwalten Sie Pappeln und beobachten Sie ARs, wie in den Schritten 1.3.6-1.3.8 beschrieben.

2. Etablierung eines experimentellen Systems zur Erforschung lichtbezogener Gene durch Girdling-Inokulationsmethode

  1. Induzieren Sie Pappel-ARs mit der Phloem-Gürtel-Inokulationsmethode (Schritte 1.3.2-1.3.4).
  2. Alternativ können Pappel-ARs mit der in Schritt 1.4.5 beschriebenen Epidermis-Gürtel-Inokulationsmethode induziert werden.
  3. Wickeln Sie die mit Krankheitserregern beimpften Bereiche von Pappelstämmen/-ästen (15 cm hoch) mit Alufolie (Beschattungsbehandlung, S) oder ohne Alufolienfolie (Beleuchtungsbehandlung, L) ein.
  4. Binden Sie die Stängel/Zweige an >50 cm lange Stäbe, damit sie vor Windschutz geschützt sind. Kultivieren und bewirtschaften Sie die Pappeln regelmäßig und halten Sie sie während des Versuchs gut bewässert, wie in den Schritten 1.3.6-1.3.7 beschrieben.
  5. Entfernen Sie die Alufolie ~20 Tage nach der Inokulation von den Stielen.
  6. Beobachten und fotografieren Sie sofort die schattierten (S) und unschattierten Pappel-ARs (L) aus Aluminiumfolie.
  7. Kultivieren Sie die beschatteten Pappel-ARs im Sonnenlicht oder anderen künstlichen Lichtquellen/Bedingungen.
  8. Entfernen Sie die Pfropfbänder (oder PE-Kunststofffolien) und ernten Sie die Pappel-ARs 1-5 Tage nach der Lichteinwirkung.
  9. Wickeln Sie alle AR-Proben mit Alufolie ein. Für die Pappel-ARs, die einer Beschattungsbehandlung unterzogen wurden, ernten Sie die Proben im Dunkeln.
  10. Weichen Sie die AR-Proben in flüssigem Stickstoff ein und lagern Sie sie bei -80 °C für weitere Untersuchungen.
  11. Die lichtexponierten oder nicht belichteten Pappel-ARs (im Dunkeln durchgeführt) werden geerntet, nachdem sie mit Aluminiumfolie umwickelt wurden, und lagern Sie sie bei 4 °C für morphologische und andere In-situ-Analysen .

Ergebnisse

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Der Arbeitsablauf von Stammkrebserregern, die durch Gürtelinokulation Adventivwurzeln induzieren, ist in Abbildung 1 dargestellt. Die hier durchgeführten Experimente zeigten, dass sowohl die Stammkrebserreger V. sordida, B. dothidea als auch ihre Isolate (aus verschiedenen Wirten, Regionen oder Pathogenitäten) die Bildung von ARs bei Pappelarten induzieren können. In diesem Protokoll verwendeten wir die V . sordida-Isolate CZC, CFCC86775 und die B. dothidea-Isolate SD50 und SD81, um ARs in P. alba var. pyramidalis zu erzeugen. V sodida CZC ist ein typischer Krankheitserreger, der im China General Microbiological Culture Collection Center (CGMCC 40575) deponiert wurde. V. sordida Isolat CFCC86775 wurde vom China Forestry Culture Collection Center gekauft, während zwei SD-Isolate von den Pappeln der Krebskrankheit in der Provinz Shandong gesammelt und in unserem Labor deponiert wurden. Wie in Abbildung 2 gezeigt, bildete sich der Kallus an der Gürtelregion (Abbildung 2A, Bild 1) und es bildeten sich nur wenige ARs bei der Vergoldung und Kambiumentfernung (Abbildung 2A, Bild 2), während nach der Phloem-Gürtel-Inokulationsbehandlung rote, reichlich fibröse Wurzeln gebildet wurden (Abbildung 2A, Felder 3-6). Wir beobachteten auch, dass die ARs in verschiedenen Pappelarten oder Klonen induziert wurden, wie z.B. P. alba var. pyramidalis, Populus × beijingensis, P. alba × P. tremula var. glandulosa Klon 84K, P. euramericana cv. 'Bofeng 3' oder andere Hybridpappeln). In diesem Protokoll werden die ARs jedoch nur an den Stängeln von 1 Jahr altem P. alba var. pyramidalis produziert. Wie in Abbildung 2 Abbildung 7 gezeigt, wurden ARs-Strukturen auch in den Stämmen von 6-jährigen P. alba var. pyramidalis nach Phloem-Gürtel-Inokulation mit dem Erreger V. sordida induziert. Die Durchmesser des Pappelstammes betragen etwa 6-7 cm und die Länge der längsten faserigen Wurzeln war länger als 7,0 cm.

Wie in Abbildung 2 gezeigt, wurden die roten Segmente in den Beschattungspappel-ARs erzeugt, nachdem sie der Sonneneinstrahlung ausgesetzt worden waren, von weißen milchigen oder hellroten ARs, die auf den mit Aluminiumfolie umwickelten Pappeln (Abbildung 2B, Bild 1) erzeugt wurden, bis zu den roten ARs 3 Tage später (Abbildung 2B, Bild 4). Darüber hinaus stellten wir fest, dass rote Pigmente in kurzer Zeit nach Lichteinwirkung produziert wurden, und die Genexpressionsanalyse zeigte, dass die Biosynthese von Pigmenten (hauptsächlich Cyanidin-3-O-Glucosid) direkt von ihren Anthocyanidin-Substraten umgewandelt wurde, nicht die neuartige Biosynthese vom Beginn des Phenylpropan-Stoffwechselwegs6.

In diesem Protokoll können beide Gürtelmethoden (Phloem- und Epidermisgürtel) die Bildung von ARs auf Pappelstämmen nach der Inokulation mit Krankheitserregern induzieren. Es traten weniger Windschutze auf und es gab weniger Einfluss auf die Physiologie (z. B. Transport von Wasser und Kohlenhydraten) bei epidermisgeimpften Pappeln; Es scheint jedoch, dass die Produktion von ARs beim Phloem-Girdling etwas schnell und effizient ist. Daher wird die Phloem-Gürtel-Inokulationsmethode bei der Erforschung von Pappel-ARs empfohlen.

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Abbildung 1: Der schematische Ablauf der Bildung von Adventivwurzeln (ARs), die durch Stammkrebserreger durch Gürtelinokulationsmethoden bei Pappeln induziert werden. Zunächst wurde der Erreger des Stammkrebses (7-10 Tage lang bei 28 °C in der Dunkelheit kultiviert) in Myzelbänder (1,2 cm breit) geschnitten. Einjährige Pappelsetzlinge oder die einjährigen Äste wurden an den Stängeln (in ~30 cm Höhe über dem Boden oder der Basis der Äste, gekennzeichnet durch die blauen Pfeile) auf zwei Methoden gegürtet: Phloem-Gürtel (Umgürten und Entwerfen der Gürtelringe, die Epidermis, Phloem und partielles Kambiumgewebe an den Stängeln enthalten) oder Epidermis-Gürtel (Umgürten und Entwerfen der Gürtelringe, die nur die Epidermis der Stängel umfassen). Die Breite von umgürtetem Phloem oder Phloemringen beträgt 1,0 cm. Dann wurden die umgürteten Regionen vollständig mit Myzelbändern bedeckt und sofort mit PE-Plastikband umwickelt; Die Myzelseiten des Riemens zeigten zum umgürteten Bereich. Für die Erforschung der Wurzelbiologie, wie z.B. Rhizogenese und Wurzelentwicklung, wurden die geimpften Pappelsetzlinge/-äste für 14-30 Tage unter regulärer Bewirtschaftung kultiviert (Weg I, markiert durch gelbe Pfeile). Für die Erforschung der Biosynthese von Segmenten, der Photomorphogenese oder der Expressionsregulation der lichtbezogenen Gene wurde eine zusätzliche Aluminiumfolienumhüllung verwendet, dann wurden die inokulierten Setzlinge/Äste ~20 Tage lang kultiviert, um die ARs zu produzieren. Bei der Herstellung der ARs wurde die Aluminiumfolie von den Stängeln/Ästen entfernt, und die Pappel-ARs wurden unter Sonnenlicht oder anderen Lichtverhältnissen (variiert im Lichtspektrum, in der Intensität, in der Periode oder in deren Kombinationen) belichtet (Pfad II, durch rote Pfeile hervorgehoben). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Abbildung 2: Stammkrebserreger induzierten die Bildung von Adventivwurzeln (ARs) und Segmentbiosynthese unter den Lichtbedingungen von ARs in Pappeln. (A) Verschiedene Stammkrebserreger induzieren die AR-Bildung in Pappelstängeln. A1: Steuerung des Gürtels; A2: Umgürte und Kambiumentfernung (GR); A3-6: Verschiedene Stammkrebserreger (V. sordida und B. dothidea) induzieren die AR-Bildung in 1-jährigen P. alba var. pyramidalis-Setzlingen ; A7: ARs, die am Ast der 6-jährigen P. alba var. pyramidalis erzeugt wurden. (B) Lichteinwirkung induziert die Biosynthese von Segmenten auf Pappel-ARs. B1-B4 stellen Pappel-ARs dar, die 0, 1, 2 und 3 Tage nach der Exposition unter Lichtbedingungen belichtet wurden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Diskussion

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Pappelarten sind in der Lage, ARs oder Seitenwurzeln (LRs) aus Stängelstecklingen zu produzieren, was zu ihrer Fortpflanzung beiträgt und als Modell für die Erforschung der Wurzelbiologie bei Holzpflanzen dient 7,8. Darüber hinaus deutete die Forschung darauf hin, dass die Inokulation spezifischer Mikroorganismen, wie z. B. nützlicher Bakterien (Agrobacterium rhizogenes 9,10; Pflanzenwachstumsfördernde Rhizobakterien [PGPR]11), Endophytenbakterien12,13, arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMF)14,15 oder Ektomykorrhizapilze (EMF)16,17 könnten das Wachstum oder die Entwicklung von Pflanzenwurzeln fördern. Es wurde jedoch kein Bericht über Krankheitserreger (weder Bakterien noch pilzliche Krankheitserreger), die die ARs-Struktur auf den Wirtspflanzen induzieren oder fördern, berichtet.

Die Experimente hier haben gezeigt, dass verschiedene Erreger des Pappelkrebses (wie V. sordida, B. dothidea) die Bildung von ARs in Pappelstämmen/-ästen induzieren können (Abbildung 2A, Tafeln 3-6). Darüber hinaus zeigten Experimente, dass ARs bei verschiedenen Pappelarten/Klonen induziert werden konnten, z. B. bei 1-2 Jahre alten Setzlingen von P. alba var. pyramidalis, Populus × beijingensis, P. alba × P. tremula var. glandulosa Klon 84K, P. euramericana cv. 'Bofeng 3' und sogar 6-jährigen Pappelzweigen (Abbildung 2A, Panel 7). An den 1-jährigen Setzlingen/Zweigen von Malus spp., Prunus spp., Cedrus deodara und Pinus massoniana wurden jedoch keine ARs-Struktur erzeugt. Dann eröffnete dieses Protokoll einen neuen Weg der Produktion von Pappel-ARs: die Induktion von ARs durch Gürtelinokulation von Baumpilz-Krebspathogenen (V. sordida und B. dothidea) auf Pappelstämmen/-ästen.

Experimente zeigten auch, dass sowohl die Phloem- als auch die Epidermis-Gürtungsmethode die Bildung von ARs auf Pappelstämmen nach der Inokulation von Krankheitserregern induzieren könnten; Pappelstängel nach der Phloem-Gürtel-Inokulation sind jedoch leicht windbrechend an den Gürtelstellen, was zu einer signifikanten Abnahme der Zähigkeit führt, die durch die Manipulation des Gürtels und die Entfernung von Rinde (Phloem) und die Invasion von Krankheitserregern verursacht wird. Daher sollten für die ARs-Induktion die Pappelstängel/-äste gut an Stöcke gebunden werden, um ein Brechen zu verhindern, insbesondere wenn die Phloem-Gürtel-Methode verwendet wurde.

Die Pflanzen selbst bestimmen vor allem die Bildung von ARs. Es wird jedoch auch von einigen Umweltfaktoren beeinflusst. Zum Beispiel können ARs bei Staunässe oder Überschwemmungen bei einigen Dikotyledonenarten induziert werden18,19. Die Feuchtigkeitsspeicherung war der entscheidende Schritt bei der Induktion von ARs an den oberirdischen Stängeln/Ästen. In diesem Protokoll wurden sowohl die Parafilm als auch die Haushalts-PE-Folie zur Feuchtigkeitskonservierung verwendet. Die Parafilm-Hülle kann jedoch von den neu gebildeten ARs durchdrungen werden, was dann zu Wasserverlust, Wachstumsverzögerung, Bräunung und Verholzungen der Pappel-ARs führt. Im Gegenteil, in den mit PE umwickelten Pappelstämmen wurden reichliche, zarte und wasserreiche ARs geerntet. Daher wurde in diesem Protokoll Haushalts-PE-Folie und nicht Parafilm-Folie empfohlen.

Wurzeln sind wichtige Organe von Pflanzen und spielen eine wichtige Rolle bei der Fortpflanzung, dem Wachstum, den Nährstoffen und der Wasseraufnahme von Pflanzen. Dann sollten die Methoden bei der Untersuchung der Rhizogenese20, der Morphologie und Entwicklung sowie der Wurzelsystemarchitektur (RSA)21 bei Pappelarten eingesetzt werden. Darüber hinaus deutete die Forschung darauf hin, dass Assoziationen zwischen dem Wurzelsystem und den Rhizosphärenbakterien die Krankheitsresistenz von Wirtspflanzen verbessern könnten22; Dann sollte die Inokulation mit Gürtelkrebserregern einige molekulare und epigenetische Veränderungen in Pappel-ARs hervorrufen, die eine potenzielle Anwendung bei der Kultivierung von krankheitsresistenten Sämlingen haben.

Licht ist ein kritischer Umweltfaktor, der das Wachstum, die Entwicklung und die Fortpflanzung von Pflanzen beeinflusst. Das Verschattungs-Expositions-Experiment (Abbildung 2B) zeigte, dass die erregerinduzierten Pappel-ARs ein ideales Experimentsystem für die Biosynthese von Pflanzensegmenten (Flavonoide, Anthocyane23, etc.) sind. Frühere Forschungen zeigten auch, dass die Lichtbedingungen (Intensität, Qualität, Dauer und Menge, die der Mutterpflanze ausgesetzt waren) die Wurzelbildung oder Rhizogenese und die Entwicklung sowohl der Adventiv- als auch der Seitenwurzeln beeinflussen 24,25,26. Daher kann das pathogen-induzierte Pappel-ARs-System in diesem Protokoll durch die Feinabstimmung der Lichtverhältnisse in der Erforschung der Wurzelbiologie und anderer lichtreaktionsbezogener Prozesse von Pappelpflanzen eingesetzt werden.

Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Diese Forschung wurde gemeinsam von der Central Public-Interest Scientific Institution Basal Research Fund des State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding (Fördernummer CAFYBB2020ZY001-2) und der National Natural Science Foundation of China (Fördernummer 32171776) an Jiaping Zhao finanziert.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
AgarSolarbio GmbHNr. A8190   Nährstoffe für das Pilzwachstum bereitstellen
AlufolieBioscharfBS-QT-027BUm den infizierten Bereich zu beschatten
GürtelmesserMoGong Hardware-Tool-FirmenUmgürten Sie die Epidermis von Pappelstämmen/-zweigen
PfropfbandCAPI5cmUm Pilze auf den Pflanzen zu fixieren
PD (Kartoffelextraktion, Dextrose)  Solarbio GmbHNr. 7360Nährstoffe für das Pilzwachstum bereitstellen
PE-KunststofffolieMiaoJie413703Um Pilze auf den Pflanzen zu fixieren
PetrischalenBkman biological Co., Ltd 90 mmBereiten Sie das PDA-Medium vor
Thermostatischer InkubatorShanghai Kuntian Laboratory Instrument Co., LtdKTD-6000Schaffen Sie eine Umgebung für das Wachstum von Pilzen

Referenzen

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Schlagwörter

PappelnstammkrebsPathogen InokulationWurzelentwicklungPilzpathogeneWurzelmorphogeneseBeschattungsbehandlungFlavonoid BiosyntheseAnthocyan Biosynthese

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