Name: In vivo Blattinokulation: Eine alternative Methode zur Beurteilung der Krankheitsresistenz von Hybridklonen in der Pappelzucht der Stammkrebskrankheit (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: Erfahren Sie die In-vivo-Blattinokulation zur Bewertung der Resistenz von Pappelhybriden gegen Stammkrebskrankheiten. Diese Methode verkürzt den Selektionszeitraum auf zwei Jahre und ermöglicht effizientes Screening großer Klone.

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<meta charset="utf8"></head><body>Schnelle In-vivo-Blattinokulation zum Screening der Krebsresistenz von Pappelstängeln

<ol><li>Du, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+analysis+and+seedling+selection+of+the+poplar+progenies+of+Aigeiros+section%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Huazhong+Agricultural+University%22%5BJournal%5D)">Genetic analysis and seedling selection of the poplar progenies of Aigeiros section.</a> Journal of Huazhong Agricultural University. 28 (5), 624-630 (2009).</li>
<li>Shi, Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Identification+of+canker+resistance+to+selection+poplar+clones+%5BMaster%27s+%5D%22">Identification of canker resistance to selection poplar clones [Master's thesis]</a>. , Northwest Agriculture and Forestry University. (2014).</li>
<li>Zhang, L., Zhang, H., Ou, D., Fan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+on+the+resistance+to+canker+of+some+new+leuce+hybrids+inoculated+with+Botryosphaeria+dothidea%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Northwest+Forestry+University%22%5BJournal%5D)">Investigation on the resistance to canker of some new leuce hybrids inoculated with Botryosphaeria dothidea.</a> Journal of Northwest Forestry University. 32 (6), 210-213 (2017).</li>
<li>Du, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genomic+selection+of+seedling+growth+traits+in+a+poplar+hybrid+population%5BTitle%5D)+AND+%22For+Res%22%5BJournal%5D)">Genomic selection of seedling growth traits in a poplar hybrid population.</a> For Res. 36 (6), 11-19 (2023).</li>
<li>Li, Z., et al. A rapid and efficient in vivo inoculation method for introducing tree stem canker pathogens onto leaves: Suitable for large-scale assessment of resistance in poplar breeding progeny. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLi%2C+Z+%22BioRxiv%22">BioRxiv</a>. , (2024).</li>
<li>Li, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fungal+canker+pathogens+trigger+carbon+starvation+by+inhibiting+carbon+metabolism+in+poplar+stems%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Fungal canker pathogens trigger carbon starvation by inhibiting carbon metabolism in poplar stems.</a> Sci Rep. 9 (1), 10111(2019).</li>
<li>Xing, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fungal+pathogens+of+canker+disease+trigger+canopy+dieback+in+poplar+saplings+by+inducing+functional+failure+of+the+phloem+and+cambium+and+carbon+starvation+in+the+xylem%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Mol+Plant+Pathol%22%5BJournal%5D)">Fungal pathogens of canker disease trigger canopy dieback in poplar saplings by inducing functional failure of the phloem and cambium and carbon starvation in the xylem.</a> Physiol Mol Plant Pathol. 112, 101523(2020).</li>
<li>Xing, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparisons+of+photosynthetic+response+and+characteristics+in+leaves+of+Populus+alba+var.+pyramidalis+Infected+by+the+stem+canker+pathogen+Valsa+sodida+and+Botryosphaeria+dothidea+at+early+stage%5BTitle%5D)+AND+%22Scientia+Silvae+Sinicae%22%5BJournal%5D)">Comparisons of photosynthetic response and characteristics in leaves of Populus alba var. pyramidalis Infected by the stem canker pathogen Valsa sodida and Botryosphaeria dothidea at early stage.</a> Scientia Silvae Sinicae. 57 (09), 121-129 (2021).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Valsa+sordida+infection+on+photosynthetic+characteristics+and+carbon-water+metabolism+in+Populus+alba+var.+pyramidalis%5BTitle%5D)+AND+%22For+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of Valsa sordida infection on photosynthetic characteristics and carbon-water metabolism in Populus alba var. pyramidalis.</a> For Res. 34 (05), 58-68 (2021).</li>
<li>Balendres, M. A., De Torres, R., Dela Cueva, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Culture+storage+age+and+fungal+re-isolation+from+host-tissue+influence+Colletotrichum+spp.+virulence+to+pepper+fruits%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phytopathol%22%5BJournal%5D)">Culture storage age and fungal re-isolation from host-tissue influence Colletotrichum spp. virulence to pepper fruits.</a> J Phytopathol. 167 (9), 510-515 (2019).</li>
<li>Ward, K. T., Ostry, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variation+in+Septoria+musiva+and+implications+for+disease+resistance+screening+of+poplars%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Dis%22%5BJournal%5D)">Variation in Septoria musiva and implications for disease resistance screening of poplars.</a> Plant Dis. 89 (10), 1077-1082 (2005).</li>
<li>Asalf, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ontogenic+resistance+of+leaves+and+fruit%2C+and+how+leaf+folding+influences+the+distribution+of+powdery+mildew+on+strawberry+plants+colonized+by+Podosphaera+aphanis%5BTitle%5D)+AND+%22Phytopathology%22%5BJournal%5D)">Ontogenic resistance of leaves and fruit, and how leaf folding influences the distribution of powdery mildew on strawberry plants colonized by Podosphaera aphanis.</a> Phytopathology. 104 (9), 954-963 (2014).</li>
<li>Dunnell, K. L., Le Boldus, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+correlation+between+Septoria+leaf+spot+and+stem+canker+resistance+in+hybrid+poplar%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Dis%22%5BJournal%5D)">The correlation between Septoria leaf spot and stem canker resistance in hybrid poplar.</a> Plant Dis. 101 (3), 464-469 (2017).</li>
<li>Wei, J., Huang, L., Gao, Z., Ke, X., Kang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laboratory+evaluation+methods+of+apple+Valsa+canker+disease+caused+by+Valsa+ceratosperma+sensu+Kobayashi%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Phytopathol+Sinica%22%5BJournal%5D)">Laboratory evaluation methods of apple Valsa canker disease caused by Valsa ceratosperma sensu Kobayashi.</a> Acta Phytopathol Sinica. 40 (1), 14-20 (2010).</li>
<li>Shen, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+study+on+the+effectiveness+of+three+inoculation+methods+for+Valsa+sordida+in+Populus+alba+var.+pyramidalis%5BTitle%5D)+AND+%22Biology%22%5BJournal%5D)">Comparative study on the effectiveness of three inoculation methods for Valsa sordida in Populus alba var. pyramidalis.</a> Biology. 13 (4), 251(2024).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Aluminiumfolie</td><td>Biosharp</td><td>BS-QT-027B</td><td></td></tr><tr><td>C. chrysosperma isolate</td><td>China Forestry Culture Collection Center</td><td>CFCC86775</td><td>Trennung und Konservierung durch unser Labor</td></tr><tr><td>Cytospora chrysosperma</td><td>Plant Physiology Laboratory, Institut für Forstwirtschaft Neue Technologie, Chinesische Akademie für Forstwirtschaft</td><td>NCBI-Zugangsnummer: MK994101 für rRNA-ITS und MN025273 für EF1&alpha; Gen&nbsp; &nbsp; CGMCC-Nummer:40575</td><td>Trennung und Konservierung durch unser Labor</td></tr><tr><td>Epson Perfection V370 Foto</td><td>Epson&nbsp;</td><td>V370</td><td>Scanner; Scannen Sie die Blätter in das Bild</td></tr><tr><td>PDA (Kartoffel-Dextrose-Agar) &nbsp;</td><td>Solarbio</td><td>P8931</td><td>Nährstoffe für das Pilzwachstum</td></tr><tr><td>PE-Kunststofffolie</td><td></td><td></td><td>Zur Fixierung von Pilzen auf den Blättern</td></tr><tr><td>Populus alba var. Pyramidalis</td><td>Plant Physiology Laboratory, Institute of Forestry New Technology, Chinese Academy of Forestry</td><td></td><td>Kultiviert von unserem Labor</td></tr><tr><td>SPSS</td><td>IBM</td><td></td><td>Datenanalysesoftware</td></tr><tr><td>Thermostat-Inkubator</td><td>Shanghai Kuntian Laboratory Instrument Co., Ltd</td><td>KTD-6000</td><td>Bieten Sie eine Umgebung für das Wachstum von Pilzen</td></tr><tr><td>Robuste TG-6 Kamera</td><td>OLYMPUS</td><td></td><td>Zum Fotografieren von kranken Blättern</td></tr></tbody></table>

in vivo blattinokulation: eine alternative methode zur beurteilung der krankheitsresistenz von hybridklonen in der pappelzucht der stammkrebskrankheit

In Vivo Leaf Inoculation: An Alternative Method to Assess the Disease Resistance of Hybrid Clones in Poplar Breeding of Stem Canker Disease

In diesem Protokoll wurde der schematische Arbeitsablauf an 48 Pappelhybridklone durchgeführt, die mit dem Stammkrebserreger C. chrysosperma infiziert waren (Abbildung 1). Die Pappelhybrid-Klone sind Teil der Hybriden-Nachkommen von P. deltoides, die in der Baumschule der Chinesischen Akademie für Forstwirtschaft (CAF) in Peking gezüchtet werden.
Der Stammkrebserreger C. chrysosperma Isolat CZC ist ein typischer Pilzstamm (mit mittlerer Pathogenität), der für die physiologische Erforschung der Pappelkrebskrankheit 6,7,8,9 verwendet und in unserem Labor deponiert wird. Die Ergebnisse zeigten, dass die Inokulation des Stammkrebserregers C. chrysosperma nekrotische Läsionen (Abbildung 2B,C) und sogar pyknidienähnliche Strukturen auf Pappelblättern induzierte (Abbildung 2D-F). Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse, dass die Blattpositionen (oder das Blattalter und die Blattontogenese) (Abbildung 2G-I) und die Lichtverhältnisse der Blätter (Abbildung 2J-L) die Schwere der Erkrankung der Blätter beeinflussen, die mit dem Stammkrebserreger C. chrysosperma Isolat CZC geimpft wurden.
Die Pathogenität von Pilzimpfstoffen ist ein entscheidender Faktor beim Resistenzscreening unbekannter Hybridpopulationen. Es gab jedoch zwei gegensätzliche Ansichten über die Selektion virulenter Stämme in der Züchtung: die Verwendung des virulentesten Stammes10 und der mäßig virulenten Stämme11. Im vorläufigen Experiment dieses Protokolls haben wir C. chrysosperma ausgewählt, um CZC aus dem Pathogenitätsnachweis von 10 Pilzisolaten in der Hybridpappel "Bofeng 3" zu isolieren. Ermutigend ist, dass die Ergebnisse darauf hindeuten, dass die Verteilung der Pappelklone auf verschiedene Resistenzniveaus in den 48 Pappelhybridklone normal ist, wie durch die Shapiro-Wilk-Testanalyse in SPSS bestätigt wurde, was darauf hindeutet, dass dieses Isolat bevorzugt für das Resistenzscreening dieser aktuellen Pappelhybridisierungspopulation ist. Teilergebnisse des Resistenzscreenings von 48 Pappelklone sind in Abbildung 3A-C dargestellt. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse, dass sechs Isolate des Erregers B. dothidea eine unterschiedliche Virulenz zur Hybridpappel "Bofeng 3" aufweisen und die Isolate SD47 und SD60 die virulentesten Isolate in den getesteten Pilzstämmen sind (Abbildung 3D-F), was darauf hindeutet, dass die Methode der Blattinokulation auch beim Virulenzscreening von Erregern der Pappelstammkrebskrankheit eingesetzt werden sollte.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig01.jpg"> Abbildung 1: Ein schematischer Arbeitsablauf zur Bewertung der Stammkrebsresistenz durch in vivo Blattinokulation bei Pappelklonen. Der aktivierte Stammkrebserreger Cytospora chrysosperma Isolat CZC wurde 10 Tage lang in PDA-Platten bei 28 °C im Dunkeln kultiviert. Dann wurde das Myzel von C. chrysosperma in quadratische Würfel (1,0-1,2 cm Seitenlänge) geschnitten und auf der Oberseite der oberen 5-7Blätter in 1-jährigen Pappelsetzlingen oder 1-jährigen Pappeln geimpft, die auf mehrjährigen Pappeln verzweigt waren. Die Hyphenseite der Myzelwürfel zeigte zu den Blättern. Bei den kleinen Blättern (Blattbreite &lt; 8,0 cm) wurden zwei Myzelwürfel auf ein Blatt geimpft, während vier Myzelwürfel auf die großen Blätter (Blattbreite ≥ 8,0 cm) geimpft wurden. Die kleinen und großen Blätter, zehn Myzelwürfel und 2 PDA-Mittelwürfel wurden jedoch auf die Setzlinge/Äste geimpft. Dann wurden die beimpften Blätter mit 6,0-8,0 cm breitem Plastikschutzband umwickelt, um die Würfel zu fixieren und vor Wasserverlust zu schützen. Die Blätter und Würfel wurden mit Nadeln durchstochen, um Verwundungsstellen in der Mitte und den vier Eckpunkten der Quadrate zu erzeugen. Die inokulierten Blätter wurden auf dem Feld/Gewächshaus kultiviert und 5-7 Tage nach der Inokulation beobachtet, fotografiert/gescannt. Dann wurden die Bilder in die ImageJ-Software geladen, um die durchschnittlichen Bereiche der nekrotischen Flecken zu messen, die sich aus den durchstochenen Wunden jedes Pappelklons entwickelt haben. Schließlich wurden die Inzidenzrate und der Krankheitsindex auf der Grundlage der durchschnittlichen Flächen der nekrotischen Flecken jedes Pappelklons berechnet. Anhand des Krankheitsindex wurden alle getesteten Pappelklone in verschiedene Resistenzgruppen eingeteilt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig02.jpg"> Abbildung 2: Klassische Blattläsionsmerkmale an Hybrid-Pappelklon B246, der durch Blattinokulation mit dem Krebserreger C. chrysosperma infiziert wurde. (A) geimpft mit PDA-Impfmitteln; (B,C) nekrotische Flecken; (D-F) nekrotische Flecken mit Pyknidienstruktur; (G-I) Positionen des inokulierten Blattes im 1-jährigen Setzling/in den Ästen beeinflussen den Schweregrad der Erkrankung des Stammkrebserregers C. chrysosperma auf der Hybridpappelsorte "Bofeng 3"; (J-L) Lichtverhältnisse beeinflussen den Schweregrad der Erkrankung bei der Pappelsorte "Bofeng 3". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig03.jpg"> Abbildung 3: Resistenzscreening und anfälliger Nachweis. Resistenzscreening von (A-C) Hybridpappelklone und anfälliger Nachweis von Erreger-Botryosphaeria dothidea-Isolaten in (D-F) Hybridpappelklon "Bofeng 3" mit der in vivo Blattinokulationsmethode. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Schweregrad</td>
			<td>Kriterien für die Benotung</td>
			<td>Niveau</td>
		</tr><tr><td>Keine Krankheit</td>
			<td>Keine Beschwerden, nekrotischer Bereich 0–2,0 mm²</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Extrem mild</td>
			<td>Nekrotischer Bereich 2,0–4,0 mm²</td>
			<td>1</td>
		</tr><tr><td>Leichte Erkrankung</td>
			<td>Nekrotischer Bereich 4,0–6,0 mm²</td>
			<td>2</td>
		</tr><tr><td>Mittelschwere Erkrankung</td>
			<td>Nekrotischer Bereich 6,0–8,0 mm²</td>
			<td>3</td>
		</tr><tr><td>Mittelschwere Erkrankung</td>
			<td>Nekrotischer Bereich 8,0–10,0 mm²</td>
			<td>4</td>
		</tr><tr><td>Schwere Erkrankung</td>
			<td>Nekrotische Fläche größer als 10,0 mm²</td>
			<td>5</td>
		</tr></tbody></table>Tabelle 1: Einstufung des Schweregrads nekrotischer Symptome, die durch Krebserreger auf Blättern hervorgerufen werden.

In vivo Blattinokulation: Eine alternative Methode zur Beurteilung der Krankheitsresistenz von Hybridklonen in der Pappelzucht der Stammkrebskrankheit

Stem canker diseases caused by the pathogen Cytospora chrysosperma (Pers.) Fr.) and Botryosphaeria dothidea (Moug. ex Fr.) Ces. &#38; de Not. are the two ...

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Research

Forschung

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Biology

Biologie

Die Verwendung einer Nadelinjektionsmethode zur Inokulation von Mais- und Teosintenpflanzen mit dem biotrophen Erreger Ustilago maydis wird beschrieben.  Die Nadelinjektionsimpfung erleichtert die kontrollierte Abgabe des Pilzerregers zwischen den Pflanzenblättern, wo der Erreger durch die Bildung von Appresorie in die Pflanze gelangt. Diese Methode ist hocheffizient und ermöglicht reproduzierbare Impfungen mit U. maydis.

Eine schnelle und effiziente Methode zur Beurteilung der Pathogenität von Ustilago-Maydis auf Mais- und Teosintenlinien

Agroinfiltration und PVX-Agroinfektion sind routinemäßige funktionelle Assays für die transiente ektopische Expression von Genen in Pflanzen. Diese Methoden sind effiziente Assays in Effektoromik-Strategien (schnelle Resistenz und Avirulenz-Gen-Entdeckung) und entscheidend für die moderne Forschung in der molekularen Pflanzenpathologie. Sie erfüllen die Nachfrage nach robuster Hochdurchsatz-Funktionsanalyse in Anlagen.

Agroinfiltration und PVX Agroinfektion in Kartoffel und Nicotiana benthamiana

Virus-induzierte Gen-Silencing ist ein nützliches Instrument zur Identifizierung von Genen in Nichtwirtresistenz von Pflanzen beteiligt. Wir demonstrieren die Verwendung von bakteriellen Erregern exprimieren GFPuv identifizieren Gen stumm Pflanzen anfällig Nichtwirt Krankheitserreger. Dieser Ansatz ist einfach, schnell und erleichtert groß angelegte Screening und ähnliches Protokoll zu studieren verschiedene andere Pflanzen-Mikroben-Interaktionen angewendet werden kann.

VIGS-vermittelte Stürmer Genetics Screening zur Identifizierung von Genen in Nichtwirtresistenz Beteiligte

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Bakterielle Blatt Infiltration Assay für Bildende Charakterisierung pflanzlicher Abwehrreaktionen mit Hilfe der<em&gt; Arabidopsis thaliana-Pseudomonas syringae</em&gt; Pathosystem

Hier stellen wir ein Protokoll vor, das die funktionelle Charakterisierung von Gen- und Promotorkonstrukten im sekundären Stammgewebe von Bäumen mit mittlerem bis hohem Durchsatz innerhalb vergleichsweise kurzer Zeiträume ermöglicht. Es ist effizient, einfach zu bedienen und vielseitig einsetzbar für eine Reihe von Baumarten.

Die Verwendung von Induced Somatic Sektoranalyse (IVSS) in Holzbildung und Nebenschaft Entwicklung beteiligten Gene und Promotoren Studieren

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Die Pflanze-Infektion-Test: Spray und Wunde-vermittelten Inokulation mit Pflanzen Pathogen Magnaporthe Grisea

Das Nadelstechen des Basalkopfes der schwarzen Pfefferpflanze ist eine kurze und zeitsparende Methode, um sie zu beschädigen. Hier haben wir detaillierte Schritte mit einem Video zur Infektion von schwarzen Pfefferpflanzen bereitgestellt.

Eine wirksame Impfmethode für Phytophthora capsici auf schwarzen Pfefferpflanzen

Die Behandlung der Fusariumwelke der Wassermelone erfordert die Kenntnis der vorhandenen Erregerrassen. Hier beschreiben wir die Root-Dip-, befallenen Kernaussaat- und modifizierten Tray-Dip-Impfmethoden, um ihre Wirksamkeit bei der Rassentypisierung des pathogenen Pilzes Fusarium oxysporum f. sp niveum (Fon) nachzuweisen.

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

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In vivo und in vitro Infektion von Kartoffelwurzeln mit pflanzenparasitären Nematoden zur Beurteilung induzierter Strukturveränderungen

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