Name: Untersuchung bakteriell-pilzlicher Wechselwirkungen mit Hilfe von Pilzautobahnsäulen in verschiedenen Umgebungen und Substraten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-24T12:40:00.000+00:00
Duration: 5 min 22 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie Pilzautobahnsäulen konstruieren und nutzen, um bakteriell-pilzliche Wechselwirkungen aus Umweltproben anzureichern. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung mikrobieller Kommunikationswege.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Or, D., Smets, B. F., Wraith, J. M., Dechesne, A., Friedman, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+constraints+affecting+bacterial+habitats+and+activity+in+unsaturated+porous+media+-+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Water+Resour%22%5BJournal%5D)">Physical constraints affecting bacterial habitats and activity in unsaturated porous media - A review.</a> Adv Water Resour. 30 (6), 1505-1527 (2007).</li>
<li>Kohlmeier, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Taking+the+fungal+highway%3A+Mobilization+of+pollutant-degrading+bacteria+by+fungi%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Taking the fungal highway: Mobilization of pollutant-degrading bacteria by fungi.</a> Environ Sci Technol. 39 (12), 4640-4646 (2005).</li>
<li>Simon, A., Hervé, V., Al-Dourobi, A., Verrecchia, E., Junier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+situ+inventory+of+fungi+and+their+associated+migrating+bacteria+in+forest+soils+using+fungal+highway+columns%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Ecol%22%5BJournal%5D)">An in situ inventory of fungi and their associated migrating bacteria in forest soils using fungal highway columns.</a> FEMS Microbiol Ecol. 93 (1), 217(2017).</li>
<li>Wick, L. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+fungal+hyphae+on+the+access+of+bacteria+to+phenanthrene+in+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Effect of fungal hyphae on the access of bacteria to phenanthrene in soil.</a> Environ Sci Technol. 41 (2), 500-505 (2007).</li>
<li>Bravo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+of+oxalotrophic+bacteria+able+to+disperse+on+fungal+mycelium%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Lett%22%5BJournal%5D)">Isolation of oxalotrophic bacteria able to disperse on fungal mycelium.</a> FEMS Microbiol Lett. 348 (2), 157-166 (2013).</li>
<li>Furuno, S., Remer, R., Chatzinotas, A., Harms, H., Wick, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+mycelia+as+paths+for+the+isolation+of+contaminant-degrading+bacteria+from+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Microb+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Use of mycelia as paths for the isolation of contaminant-degrading bacteria from soil.</a> Microb Biotechnol. 5 (1), 142-148 (2012).</li>
<li>Buffi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fungal+drops%3A+A+novel+approach+for+macro-+and+microscopic+analyses+of+fungal+mycelial+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Microlife%22%5BJournal%5D)">Fungal drops: A novel approach for macro- and microscopic analyses of fungal mycelial growth.</a> Microlife. 4, 042(2023).</li>
<li>Kuhn, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+construction+of+3D+printed+devices+to+investigate+active+and+passive+bacterial+dispersal+on+hydrated+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Biol%22%5BJournal%5D)">Design and construction of 3D printed devices to investigate active and passive bacterial dispersal on hydrated surfaces.</a> BMC Biol. 20 (1), 203(2022).</li>
<li>Junier, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Democratization+of+fungal+highway+columns+as+a+tool+to+investigate+bacteria+associated+with+soil+fungi%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Ecol%22%5BJournal%5D)">Democratization of fungal highway columns as a tool to investigate bacteria associated with soil fungi.</a> FEMS Microbiol Ecol. 97 (2), 003(2021).</li>
<li>Reasoner, D. J., Geldreich, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+medium+for+the+enumeration+and+subculture+of+bacteria+from+potable+water%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">A new medium for the enumeration and subculture of bacteria from potable water.</a> Appl Environ Microbiol. 49 (1), 1-7 (1985).</li>
<li>Bolyen, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducible%2C+interactive%2C+scalable%2C+and+extensible+microbiome+data+science+using+QIIME+2%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Reproducible, interactive, scalable, and extensible microbiome data science using QIIME 2.</a> Nat Biotechnol. 37 (8), 852-857 (2019).</li>
<li>Callahan, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DADA2%3A+High-resolution+sample+inference+from+Illumina+amplicon+data%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">DADA2: High-resolution sample inference from Illumina amplicon data.</a> Nat Methods. 13 (7), 581-583 (2016).</li>
<li>Vázquez-Baeza, Y., Pirrung, M., Gonzalez, A., Knight, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EMPeror%3A+A+tool+for+visualizing+high-throughput+microbial+community+data%5BTitle%5D)+AND+%22Gigascience%22%5BJournal%5D)">EMPeror: A tool for visualizing high-throughput microbial community data.</a> Gigascience. 2 (1), 16(2013).</li>
<li>Li, P. -E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enabling+the+democratization+of+the+genomics+revolution+with+a+fully+integrated+web-based+bioinformatics+platform%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Enabling the democratization of the genomics revolution with a fully integrated web-based bioinformatics platform.</a> Nucleic Acids Res. 45 (1), 67-80 (2017).</li>
<li>Eloe-Fadrosh, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+National+Microbiome+Data+Collaborative+Data+Portal%3A+An+integrated+multi-omics+microbiome+data+resource%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">The National Microbiome Data Collaborative Data Portal: An integrated multi-omics microbiome data resource.</a> Nucleic Acids Res. 50 (1), D828-D836 (2022).</li>
<li>Kans, J. Entrez Direct: E-utilities on the Unix Command Line. Entrez Programming Utilities Help. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK179288/">https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK179288/</a> (2024).</li>
<li>Palmara, G., Frascella, F., Roppolo, I., Chiappone, A., Chiadò, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+3D+printing%3A+Approaches+and+bioapplications%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Functional 3D printing: Approaches and bioapplications.</a> Biosens Bioelectron. 175, 112849(2021).</li>
<li>Guttridge, C., Shannon, A., O'Sullivan, A., O'Sullivan, K. J., O'Sullivan, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocompatible+3D+printing+resins+for+medical+applications%3A+A+review+of+marketed+intended+use%2C+biocompatibility+certification%2C+and+post-processing+guidance%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+3D+Print+Med%22%5BJournal%5D)">Biocompatible 3D printing resins for medical applications: A review of marketed intended use, biocompatibility certification, and post-processing guidance.</a> Ann 3D Print Med. 5, 100044(2022).</li>
<li>Yao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+accuracy+and+precision+of+various+types+of+photo-curing+printing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Conf+Ser%22%5BJournal%5D)">Comparison of accuracy and precision of various types of photo-curing printing technology.</a> J Phys Conf Ser. 1549 (3), 032151(2020).</li>
<li>Basu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+bacterial+and+fungal+growth+media%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformation%22%5BJournal%5D)">Evolution of bacterial and fungal growth media.</a> Bioinformation. 11 (4), 182-184 (2015).</li>
<li>Liu, Y. -X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+guide+to+amplicon+and+metagenomic+analysis+of+microbiome+data%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Cell%22%5BJournal%5D)">A practical guide to amplicon and metagenomic analysis of microbiome data.</a> Protein Cell. 12 (5), 315-330 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>50 mL Röhrchen</td><td>Greiner BIO-ONE</td><td>5622-7261</td><td>50 mL Röhrchen für die Durchführung von Säulenexperimenten im Labor</td></tr><tr><td>90 mm Petrischalen</td><td>Thermo Scientific Nunc</td><td>08-757-099</td><td>Petrischalen zur Zubereitung von Agar und für mikrobielles Wachstum</td></tr><tr><td>Asiga Freeform Pico Plus 39 3D-Drucker für digitale Lichtverarbeitung (DLP)</td><td>Asiga Deutschland</td><td>Freiform Pico Plus 39</td><td>3D-Drucker zur Generierung von Chargen der Spalten; andere 3D-Drucker können verwendet werden</td></tr><tr><td>Autoklav</td><td>Fisher Scientific</td><td>LS40F20</td><td>Tischautoklav zur Sterilisation der Säulenkomponenten</td></tr><tr><td>Becher</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB100600</td><td>600-ml-Becherglas für verschiedene Anwendungen im gesamten Protokoll</td></tr><tr><td>Dental LT Klares Harz V2</td><td>Formlabs</td><td>RS-F2-DLCL-02</td><td>Alternatives Harz für den 3D-Druck, das getestet wurde</td></tr><tr><td>Harz für zahnärztliche chirurgische Schablone</td><td>Formlabs</td><td>RS-F2-SGAM-01</td><td>Wurde verwendet, um die im Manuskript besprochenen Spalten zu generieren; Anstelle dieses Materials können auch andere lichtempfindliche Harze verwendet werden</td></tr><tr><td>DNA Low Bind 1,5 mL Röhrchen</td><td>Eppendorf</td><td>13-698-791</td><td>Röhrchen, die für verschiedene Präparate verwendet werden, einschließlich Nukleinsäureextraktionen</td></tr><tr><td>Konservierungsmittel für DNA/RNA-Schild</td><td>Zymo-Forschung</td><td>Nr. R1100-50</td><td>Konservierungsmittel, das vor Nukleinsäureextraktionen verwendet wird</td></tr><tr><td>EDGE Bioinformatik</td><td>Quelloffen; Entwickelt vom Los Alamos National Laboratory (LANL)</td><td>n/a</td><td>Bioinformatik-Plattform zur Verarbeitung von Amplikon-Daten</td></tr><tr><td>FastDNA Spin Kit für Erde</td><td>MP Biomedicals GmbH</td><td>Artikel-Nr.: 116560200-CF</td><td>Option eines DNA-Extraktionskits für den Boden</td></tr><tr><td>Zange</td><td>Fisher Scientific</td><td>10-300</td><td>Pinzetten, die sterilisiert werden können</td></tr><tr><td>Formlabs BioMed Klares Harz</td><td>Formlabs</td><td>RS-F2-BMCL-01</td><td>Alternatives Harz für den 3D-Druck, das getestet wurde</td></tr><tr><td>Formlabs Form 3B+ Stereolithographie (SLA) 3D-Drucker</td><td>Formlabs</td><td>Formular 3B+</td><td>Alternativer 3D-Drucker</td></tr><tr><td>Formlabs IBT Harz</td><td>Formlabs</td><td>RS-F2-IBCL-01</td><td>Alternatives Harz für den 3D-Druck, das getestet wurde</td></tr><tr><td>Impfösen</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-363-598</td><td>Wird verwendet, um Mikroben zu isolieren/zu übertragen</td></tr><tr><td>Malzextrakt-Agar (MEA)</td><td>Kriterium</td><td>89405-654</td><td>Ein Medientyp, der in Spalten verwendet wird</td></tr><tr><td>MiSeq-Sequenzer + MiSeq-Sequenzierungskit</td><td>Illumina</td><td>SY-410-1003</td><td>Kann andere Sequenzer verwenden</td></tr><tr><td>Mörtel & Stößel</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB961K; FB961A</td><td>Kann jeden gängigen Mörtel verwenden & Stößel, der zwischen den Anwendungen sterilisiert werden kann</td></tr><tr><td>NEBNext Ultra II DNA-Bibliotheksvorbereitungskit für Illumina</td><td>Neuengland Biolabore</td><td>E7805S</td><td>Library Prep Kit für die metagenomische Sequenzierung</td></tr><tr><td>Nextera XT DNA-Bibliotheksvorbereitungskit (24 Proben)</td><td>Illumina</td><td>FC-131-1024</td><td>Library Prep Kit für die Amplikon-Sequenzierung</td></tr><tr><td>NMDC-KANTE</td><td>Open Source: Entwickelt von der National Microbiome Data Collaborative (NMDC)</td><td>n/a</td><td>Bioinformatik-Plattform zur Verarbeitung metagenomischer Daten</td></tr><tr><td>Nylon-Mesh</td><td>Sefar</td><td>03-25/19</td><td>Das Netz, das als Teil der Stützenkonstruktion verwendet wird</td></tr><tr><td>Pipettenspitzen</td><td>Rainin</td><td>30807966</td><td>Kann viele verschiedene sterilisierte Pipettenspitzen für die Protokollschritte verwenden</td></tr><tr><td>Kartoffel-Dextrose-Agar</td><td>Cole Parmer</td><td>Artikel-Nr.: EW-14200-28</td><td>Ein Medientyp, der in Spalten verwendet wird</td></tr><tr><td>QIIME2</td><td>Quelloffen</td><td>n/a</td><td>Software zur Verarbeitung von Amplikon-Daten</td></tr><tr><td>Qubit dsDNA HS Assay-Kit</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>Frage 32851</td><td>Wird zur Quantifizierung von DNA nach Extraktionen verwendet</td></tr><tr><td>Qubit Fluorometer</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>Frage 33238</td><td>Wird zur Quantifizierung von DNA nach Extraktionen verwendet</td></tr><tr><td>Quick-DNA Miniprep-Kit für Pilze/Bakterien</td><td>Zymo-Forschung</td><td>Nr. D6005</td><td>Option eines DNA-Extraktionskits, das sowohl mit Bakterien als auch mit Pilzen funktioniert</td></tr><tr><td>R2A-Agar</td><td>BD Difco</td><td>218263</td><td>Ein Medientyp, der in Spalten verwendet wird (bakterielle Medien)</td></tr><tr><td>Gestell für 50 mL Röhrchen</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-448-11</td><td>Gestell zur aufrechten Aufnahme von 50 mL Röhrchen</td></tr><tr><td>Schere</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-000-155</td><td>Feine Präzisionsschere, die sterilisiert werden kann</td></tr><tr><td>Natriumcarboxymethylcellulose-Medium</td><td>Aldrich</td><td>Artikel-Nr.: 419273-100G</td><td>Ein Medientyp, der in Spalten verwendet wird</td></tr><tr><td>CAD-Software SolidWorks</td><td>SolidWorks</td><td>n/a</td><td>Software, die zur Gestaltung der Säulen verwendet wird</td></tr><tr><td>Schaufel für die Kelle</td><td>Fisher Scientific</td><td>Nr. S41701</td><td>Um eine Vertiefung in das Substrat zu machen, bevor die Säule hinzugefügt wird</td></tr><tr><td>Ultrareines DNase/RNase-freies destilliertes Wasser</td><td>Invitrogen: ThermoFisher Scientific</td><td>10977015</td><td>Wasser für das Wasserbad des Ultraschallgeräts</td></tr><tr><td>Ultraschallgerät</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB-11201</td><td>Ultraschallgerät zur Reinigung der Säulen</td></tr></tbody></table>

untersuchung bakteriell-pilzlicher wechselwirkungen mit hilfe von pilzautobahnsäulen in verschiedenen umgebungen und substraten

Investigating Bacterial-Fungal Interactions using Fungal Highway Columns in Diverse Environments and Substrates

Die fertig montierte Pilzautobahnsäule ist ca. 5 cm lang (Abbildung 1). Die Säule sollte an keiner Stelle gebrochen sein, und die Kappen und der Gewindering sollten leicht und fest zusammenpassen, um Mikroumgebungen innerhalb der Säule zu schaffen. Das Filtergewebe kann über den Gewindering hinausragen (wie in Abbildung 1 und Abbildung 2 gezeigt) oder es kann mit einer sterilisierten Schere gekürzt werden. Die Agar-Stopfen sollten an jedem Ende der Säule eng anliegen. Beim Einsetzen in das Substrat sollte das Filtergewebe mit dem Substrat in Kontakt kommen und die Säule sollte nicht vollständig vergraben werden.
Säulen wurden zuvor in Pferdemist9 getestet. Die Säulen wurden auch in Schütt- und Rhizosphärenboden an einem Forschungsstandort sowie in kleine Bodenmengen in 50-ml-Röhrchen im Labor eingesetzt (Abbildung 3). Nachdem die Säulen der Pilzautobahn aus dem Substrat entfernt und zerlegt worden waren, war mikrobielles Wachstum sowohl auf dem Köder als auch auf den Stopfen des Zielmediums sichtbar (Beispiele in Abbildung 4A). Bakterien und Pilze wurden mittels Subkulturtechniken aus Ziel- und Ködermedien isoliert (Abbildung 4B), und die auf den Medienpfropfen vorhandenen Mikroben wurden taxonomisch mittels Amplikon-Sequenzierung identifiziert (Abbildung 4C,D). Abbildung 4C,D zeigt die kombinierten Ergebnisse der Amplikon-Sequenzierung über mehrere Experimente hinweg und zeigt, welche Mikroben in der Lage waren, den Zielmedienpfropfen aus Säulen zu erreichen, die dem Pferdemist9 hinzugefügt wurden. Visualisierungen dieser Bakterien- und Pilzdaten wurden generiert, wie in Schritt 17 beschrieben. Die Ergebnisse können auch als relative Abundanzen von Taxa dargestellt werden.
Suboptimale Ergebnisse wurden in Fällen erzielt, in denen die Säulen in Umgebungen mit extrem niedriger Luftfeuchtigkeit hinzugefügt wurden und die Medienstopfen innerhalb weniger Tage vollständig getrocknet wurden, was zu keiner Wiederherstellung besiedelter Mikroben führte (Abbildung 5A). Wir haben auch Fälle gesehen, in denen Mikroben einfach nicht aus dem Zielmedienstecker wachsen (Abbildung 5B), und Fälle, in denen wir nicht genügend Sequenzierungsdaten aus dem Zielmedienstecker für aussagekräftige Analysen gewinnen konnten. Andere Fälle, in denen Pilze aus den Säulen herauswachsen, haben ebenfalls dazu geführt, dass die Experimente wiederholt werden mussten (Abbildung 5C).
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66989/66989fig03.jpg"> 
Abbildung 3: Beispiele für Säulen, die in Umweltproben in Labor- und Feldumgebungen platziert wurden. (A) Säule in einem 50-ml-Röhrchen mit angefeuchteter Erde in einer Laborumgebung. Auch mit einem Lineal für die Skalierung dargestellt. (B) Säule in den Boden auf dem Feld eingesetzt. (C) Säule, die in das Wurzelnetz einer Pflanze auf dem Feld eingesetzt wird. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66989/66989fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66989/66989fig04.jpg"> 
Abbildung 4: Repräsentative Ergebnisse erfolgreicher Säulenexperimente. (A) Beispiele für kolonisierte Medienstecker, die aus Säulen extrahiert wurden. (B) Beispiele für Pilzisolate, die aus Zielmedien subkultiviert wurden. Das Substrat war Erde. Top ITS-Sequenz NCBI BLAST-Identität von links nach rechts: Rhizopus azygosporous, Aspergillus novofumigatus, Curvularia subpapendorfii und Phaeomycocentrospora cantuariensis. (C,D) Zirkuläre Kladogramme, die die phylogenetische Vielfalt von (C) Pilz-ITS und (D) bakteriellen 16S-Sequenzen zeigen, die nach mehreren Pilzautobahnexperimenten mit Pferdemist aus dem Zielmedium gewonnen wurden. Die Abschnitte sind farbig und nach Stamm beschriftet, wobei die Endknoten einzigartige Gattungen repräsentieren. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66989/66989fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66989/66989fig05.jpg"> 
Abbildung 5. Suboptimale Ergebnisse aus Säulenexperimenten. (A) Ein Beispiel für einen ausgetrockneten Medienstopfen, der auf Umgebungsbedingungen mit niedriger Luftfeuchtigkeit zurückzuführen ist. (B) Beispiel für kein mikrobielles Wachstum aus einem Säulenmedienstopfen. (C) Beispiel für ein übermäßiges Wachstum des Pilzes durch die Oberseite (Zielmedium) der Säule. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66989/66989fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Untersuchung bakteriell-pilzlicher Wechselwirkungen mit Hilfe von Pilzautobahnsäulen in verschiedenen Umgebungen und Substraten

Bacterial-fungal interactions (BFIs) play an integral role in shaping microbial community composition, biogeochemical functions, spatial dynamics, and ...

[Erzähler] Diese Studie konzentriert sich auf bakterielle Pilzinteraktionen, um zu verstehen, wie diese Mikroben das Verhalten der anderen beeinflussen können. In dieser Arbeit werden Bakterien untersucht, die Pilzhyphy für den Transport nutzen. Der Einblick in diese Wechselwirkungen ermöglicht die Untersuchung komplexer Mikrobiome in Umgebungen wie dem Boden. Untersuchungen des Bakterientransports entlang von Hyphen wurden traditionell an modifizierten Petrischalen durchgeführt, aber die jüngsten Fortschritte in der 3D-Drucktechnologie haben die Entwicklung und Herstellung von Geräten ermöglicht, die die natürlichen Bedingungen für die Interaktion dieser Mikroben besser nachahmen können. Diese pilzlichen Autobahnsäulen wurden erfolgreich in Böden, Rhisosphären und Pflanzenfressern in verschiedenen Umgebungen auf zwei Kontinenten eingesetzt. Diese Geräte können auch als effektive Lehrmittel dienen oder von anderen Forschungsgruppen eingesetzt werden, um das kollektive Wissen über bakterielle Pilzinteraktionen zu erweitern. Gießen Sie zunächst sterilisierte Medien auf Schneckenbasis in 90-Millimeter-Petrischale, bis sich die Schnecke nahe der Oberseite der Seiten der Petrischalen befindet. Legen Sie als Nächstes ein Ende einer Pilzautobahnsäule auf eine der erstarrten Medienplatten. Heben Sie die Säule in einer gedrehten Bewegung vom Medium ab, so dass die Schnecke am Säulenende verbleibt und einen Medienstopfen bildet. Fügen Sie die kleine Kappe über das Ende mit dem Medienstecker hinzu, um eine sterile Mikroumgebung für das Zielmedium zu erhalten. Drehen Sie die Säule um und erstellen Sie einen Medienstecker für das andere Ende. Schneiden Sie mit einer sterilisierten Schere ein kreisförmiges Stück aus einem Autoklaven-Nylonnetz mit einem Durchmesser von zwei Zentimetern ab. Legen Sie das Netz über das freiliegende Ende der Säule. Drehen Sie den Gewindering auf das Ködermedienende der Säule, während Sie das Netz in den Fäden befestigen. Setzen Sie nun eine große Kappe auf die Unterseite der Säule über das Netz und das andere Ende des Gewinderings. Richten Sie einen Labor-Boden-Mikrokosmos ein. Entfernen Sie die große Kappe von der Unterseite der Säule, um den Gewindering und das Netz freizulegen. Fügen Sie die Säule zum Bodenmikrokosmos hinzu, so dass sich der gesamte untere Teil im Boden befindet. Entfernen Sie die Säule, nachdem sie die gewünschte Zeit mit dem Substrat in Kontakt gekommen ist. Schütteln Sie überschüssiges Substrat vorsichtig ab und setzen Sie die große Kappe wieder auf den Boden der Säule unter dem Netz. Legen Sie die Säule für den Transport in ein 50-Milliliter-Röhrchen. Bringen Sie die Säule in eine sterile Umgebung, z. B. eine biologische Sicherheitswerkbank. Entfernen Sie die große Kappe des Ködermediums, den Gewindering und das Netz. Entfernen Sie dann die kleine Kappe vom Säulenende mit dem Zielmedium. Verwenden Sie eine sterilisierte Pinzette, um den Pfropfen herauszuziehen. Übertragen Sie den Stopfen des Zielmediums direkt auf die Mitte einer 90-Millimeter-Petrischale, die das Schneckenmedium enthält. Um DNA zu extrahieren, frieren Sie zunächst die gesamten Schneckenstopfen oder die ausgewählten Stücke aus den Säulen in 1,5-Milliliter-Zentrifugenröhrchen bei minus 20 Grad Celsius ein. Alternativ können Sie die Stopfenstücke vor der Extraktion in ein Konservierungsmittel tauchen, das in einem 1,5-Milliliter-Zentrifugenröhrchen enthalten ist. Schneiden Sie ein ein Zentimeter langes Stück Schnecke mit mikrobiellem Wachstum aus dem kultivierten Ziel oder Ködermedium heraus. Verwenden Sie für die Extraktion isolierter Bakterienkolonien eine sterile Impfschlaufe, um eine Kolonie von der Platte zu entfernen. Schwenken Sie die Schleife direkt in den handelsüblichen DNA-Extraktionspuffer. Für die Extraktion von isolierten Pilzen verwenden Sie einen Mörser und einen Stößel, um die Schneckenstücke separat in flüssigem Stickstoff zu mahlen. Die gemahlenen Proben werden in Extraktionsröhrchen überführt. Extrahieren Sie die DNA mit einem kommerziellen DNA-Extraktionskit, das für Bakterien und Pilze optimiert ist. Verwenden Sie dann ein Fluorimeter, um die resultierende DNA zu quantifizieren. Das mikrobielle Wachstum war sowohl auf dem Köder als auch auf den Stopfen des Zielmediums sichtbar, nachdem die Säulen der Pilzautobahn vom Substrat entfernt und zerlegt worden waren. Bakterien und Pilze wurden über Subkulturtechniken aus dem Ziel- und Ködermedium isoliert. Die auf den Mediensteckern vorhandenen Mikroben wurden taxonomisch identifiziert. Es wurde keine Wiederfindung von kolonisierten Mikroben gefunden, wenn die Säulen in Umgebungen mit extrem niedriger Luftfeuchtigkeit hinzugefügt wurden. In einigen Fällen wuchsen Mikroben einfach nicht aus dem Stopfen des Zielmediums oder es war ein übermäßiges Wachstum von Pilzen durch die Säulenspitze zu sehen.

investigating-bacterial-fungal-interactions-using-fungal-highway

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Quelle: Schlafer, S, und Frost Kristensen, M. Überwachung des extrazellulären pH-Werts in Reichsübergreifenden Biofilmen mittels Konfokalmikroskopie. J. Vis. Exp. (2020)Dieses Video demonstriert die Kultivierung von Streptococcus mutans- und Candida albicans-Reichs-Biofilmen unter oralähnlichen Bedingungen, um bakteriel-pilz-Interaktionen zu modellieren und so die Untersuchung mikrobieller Synergie, glucanvermittelter Adhäsion und acidogener Virulenz in der oralen Pathogenese zu untersuchen.

Etablierung von bakteriellen und pilzreichübergreifenden Biofilmen zur Untersuchung oraler Pathogenese

Quelle: Miquel Guennoc, C., et al. Neue Methode zur qualitativen multiskaligen Analyse bakterieller Biofilme auf filamentösen Pilzkolonien mittels Konfokal- und Elektronenmikroskopie. J. Vis. Exp. (2017)Dieses Video zeigt die Herstellung einer Pilzkultur auf behandelten Zellophanmembranen zur Unterstützung der Koloniebildung und des radialen Wachstums. Anschließend zeigt es die Kultivierung und Vorbereitung von bakteriellen Bodenzellen für Interaktionstests. Abschließend zeigt sie, wie...

Etablierung einer pilzbakteriellen Kokultur zur Biofilmbildung

Dieses Video beschreibt eine Methode zur Züchtung und qualitativen Analyse von bakteriellen Biofilmen auf Pilzhyphen mittels Mikroskopie. Bakterielle Biofilme bilden sich häufig auf Pilzoberflächen und sind an zahlreichen bakteriell-pilzlichen Interaktionsprozessen beteiligt, wie z. B. metabolischer Kooperation, Konkurrenz oder Prädation.

Ein Verfahren zur Probenvorbereitung zur Visualisierung von Biofilm-bildenden Bakterien auf Pilzhyphen

Bakterien produzieren sezernierten Verbindungen, die das Potenzial, die Physiologie der Mikroorganismen ihre Nachbarn beeinflussen. Hier beschreiben wir eine Co-Kultur Bildschirm, der Nachweis solcher chemisch vermittelte Inter Wechselwirkungen durch Mischen von Bodenmikroben mit fluoreszierenden Reporter-Transkriptions Stämmen von Bacillus subtilis auf festen Medien ermöglicht.

Mit Cokultur zur Erkennung chemisch vermittelte Interspezies-Interaktionen

Dieses Protokoll beschreibt ein neues Verfahren zu wachsen und qualitativ bakteriellen Biofilmen auf Pilzhyphen durch konfokale und Elektronenmikroskopie analysiert.

Eine neue Methode zur qualitativen Mehrskalige Analyse von bakteriellen Biofilmen auf filamentösen Pilzkolonien mittels konfokaler und Elektronenmikroskopie

Die meisten Pflanzen innerhalb der Gemeinschaften, die wahrscheinlich durch arbuskulären Mykorrhizapilze (AM) miteinander verbunden sind, sondern Vermittlung von Pflanze-Interaktionen von ihnen wurde vor allem durch wachsende Pflanzen mit vs. ohne Mykorrhizen untersucht. Wir präsentieren Ihnen eine Methode zur gemeinsamen Mykorrhiza Netze unter Mykorrhiza Pflanzen zu untersuchen, deren Folgen für die Pflanze-Interaktionen zu manipulieren.

Untersuchung der Pflanze Interaktionen netzübergreifend gemeinsame Mykorrhiza mit gedrehten Kerne

Die in diesem Protokoll vorgestellten Co-Kultur-Interaktions-Assays sind kostengünstig, hochdurchstöbet und einfach. Diese Assays können verwendet werden, um mikrobielle Wechselwirkungen in der Kokultur zu beobachten, Interaktionsmuster zu identifizieren und das hemmende Potenzial eines mikrobiellen Stammes von Interesse gegen menschliche und ökologische Krankheitserreger zu charakterisieren.

High Throughput Co-Culture Assays für die Untersuchung mikrobieller Wechselwirkungen

Hier stellen wir ein Protokoll für das Screening der Bodenbiodiversität vor, um nach Pilzstämmen zu suchen, die am Abbau von widerspenstigen Materialien beteiligt sind. Zuerst werden Pilzstämme, die auf Huminsäuren oder Lignocellulose wachsen können, isoliert. Ihre Aktivität wird dann sowohl in enzymatischen Assays als auch an Schadstoffen wie Kohlenwasserstoffen und Kunststoffen getestet.

Isolierung und Screening aus der Bodenbiodiversität auf Pilze, die am Abbau widerspenstiger Materialien beteiligt sind

Dieses Protokoll zielt darauf ab, detaillierte Verfahren zum Sammeln, Fixieren und Pflegen mykoheterotropher Pflanzenproben bereitzustellen, wobei verschiedene Mikroskopietechniken wie Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie, Licht-, Konfokal- und Fluoreszenzmikroskopie angewendet werden, um die Pilzbesiedlung in Pflanzengeweben und Samen zu untersuchen, die mit Mykorrhizapilzen gekeimt sind.

Mikroskopische Techniken zur Interpretation der Pilzbesiedlung in mykoheterotrophen Pflanzengeweben und der symbiotischen Keimung von Samen

Aufgrund der Opazität des Bodens können Wechselwirkungen zwischen seinen konstituierenden Mikroben nicht leicht mit zellulärer Auflösung sichtbar gemacht werden. Hier werden zwei mikrofluidische Werkzeuge vorgestellt, die neue Möglichkeiten bieten, pilzlich-mikrobielle Wechselwirkungen zu untersuchen. Die Geräte sind vielseitig und einfach zu bedienen und ermöglichen eine hohe räumlich-zeitliche Kontrolle und hochauflösende Bildgebung auf zellulärer Ebene.

Mikrofluidische Werkzeuge zur Untersuchung pilzlich-mikrobieller Interaktionen auf zellulärer Ebene

Erfahren Sie, wie Sie Pilzautobahnsäulen konstruieren und nutzen, um bakteriell-pilzliche Wechselwirkungen aus Umweltproben anzureichern. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung mikrobieller Kommunikationswege.

Untersuchung bakteriell-pilzlicher Wechselwirkungen mit Hilfe von Pilzautobahnsäulen in verschiedenen Umgebungen und Substraten

Weitere Videos entdecken