Name: Inoculación in vivo de hojas: un método alternativo para evaluar la resistencia a enfermedades de clones híbridos en la cría de álamos de la enfermedad del cancro del tallo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: Aprende el método de inoculación foliar in vivo para evaluar la resistencia a cancro del tallo en clones híbridos de álamo. Esta técnica acelera la selección de variedades resistentes en programas de mejoramiento forestal.

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<meta charset="utf8"></head><body>Inoculación rápida de hojas in vivo para el cribado de la resistencia al cancro del tallo del álamo

<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>Papel de aluminio</td><td>Biosharp</td><td>BS-QT-027B</td><td></td></tr><tr><td>C. chrysosperma isolate</td><td>China Centro de Recolección de Cultivos Forestales</td><td>CFCC86775</td><td>Separación y conservación por nuestro laboratorio</td></tr><tr><td>Cytospora chrysosperma</td><td>Laboratorio de Fisiología Vegetal, Instituto de Nueva Tecnología Forestal, Academia China de Silvicultura</td><td>Número de acceso NCBI: MK994101 para rRNA-ITS y MN025273 para EF1 y alfa; gen&nbsp; &nbsp; Número CGMCC:40575</td><td>Separación y conservación por nuestro laboratorio</td></tr><tr><td>Epson Perfection V370 Photo</td><td>Epson&nbsp;</td>Escáner <td>V370</td><td>; Escanee las hojas en la imagen</td></tr><tr><td>PDA (agar de papa y dextrosa) &nbsp;</td><td>Solarbio</td><td>P8931</td><td>Proporciona nutrición para el crecimiento de hongos</td></tr><tr><td>Película</td><td></td><td></td> de plástico PE <td>Para fijar hongos en las hojas</td></tr><tr><td>Populus alba var. Pyramidalis</td><td>Laboratorio de Fisiología Vegetal, Instituto de Silvicultura Nueva Tecnología, Academia China de Silvicultura</td><td></td><td>Cultivado por nuestro laboratorio</td></tr><tr><td>SPSS</td><td>IBM</td><td></td><td>Software de análisis de datos</td></tr><tr><td>Incubadora termostática</td><td>Shanghai Kuntian Laboratory Instrument Co., Ltd</td><td>KTD-6000</td><td>Proporcionar un entorno para el crecimiento de hongos</td></tr><tr><td>Cámara TG-6 resistente</td><td>OLYMPUS</td><td></td><td>Para tomar fotos de hojas enfermas</td></tr></tbody></table>

inoculación in vivo de hojas: un método alternativo para evaluar la resistencia a enfermedades de clones híbridos en la cría de álamos de la enfermedad del cancro del tallo

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

En este protocolo, el flujo de trabajo esquemático se llevó a cabo en 48 clones híbridos de álamo infectados por el patógeno del cancro del tallo C. chrysosperma (Figura 1). Los clones híbridos de álamo forman parte de la progenie de hibridación de P. deltoides, cultivada en el vivero de la Academia China de Silvicultura (CAF), en Pekín.
El patógeno del cancro del tallo C. chrysosperma aislado CZC es una cepa fúngica típica (con patogenicidad media) utilizada para la investigación fisiológica de la enfermedad del cancro del álamo 6,7,8,9 y depositada en nuestro laboratorio. Los resultados mostraron que la inoculación del patógeno del cancro del tallo C. chrysosperma indujo lesiones necróticas (Figura 2B, C) e incluso estructuras similares a picnidios en hojas de álamo (Figura 2D-F). Además, los resultados también ilustraron que las posiciones de las hojas (o edades de las hojas y ontogenia de las hojas) (Figura 2G-I) y las condiciones de luz de las hojas (Figura 2J-L) influyen en la gravedad de la enfermedad de las hojas inoculadas por el patógeno del cancro del tallo C. chrysosperma aislado de CZC.
La patogenicidad de los inoculantes fúngicos es un factor crucial en el cribado de la resistencia de poblaciones híbridas desconocidas. Sin embargo, ha habido dos puntos de vista opuestos sobre la selección de cepas virulentas en la cría: el uso de la cepa más virulenta10 y las cepas moderadamente virulentas11. En el experimento preliminar de este protocolo, seleccionamos C. chrysosperma para aislar CZC a partir de la detección de patogenicidad de 10 aislados de hongos en álamo híbrido "Bofeng 3". De manera alentadora, los resultados indican que la distribución de los clones de álamo a través de diferentes niveles de resistencia en los 48 clones híbridos de álamo es normal, como lo confirma el análisis de la prueba de Shapiro-Wilk en SPSS, lo que sugiere que este aislado es el favorito para el cribado de resistencia de esta población actual de hibridación de álamo. En la Figura 3A-C se muestran los resultados parciales del cribado de resistencia de 48 clones de álamo. Además, los resultados mostraron que seis aislados del patógeno B. dothidea tienen virulencia diferencial con respecto al álamo híbrido "Bofeng 3", y los aislados SD47 y SD60 son los aislados más virulentos en las cepas fúngicas analizadas (Figura 3D-F), lo que sugiere que el método de inoculación de hojas también se utilizará en el cribado de virulencia del patógeno de la enfermedad del cancro del tallo del álamo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig01.jpg"> Figura 1: Un flujo de trabajo esquemático de evaluación de la resistencia al cancro del tallo a través de la inoculación de hojas in vivo en clones de álamo. El patógeno del cancro activado del tallo Cytospora chrysosperma aislado de CZC se cultivó en placas de PDA a 28 °C, en oscuridad, durante 10 días. Luego, el micelio de C. chrysosperma se cortó en cubos cuadrados (1,0-1,2 cm de longitud lateral) y se inoculó en la superficie superior delas hojas 5-7 superiores en árboles jóvenes de álamo de 1 año o álamo de 1 año ramificado en álamos perennes. El lado de las hifas de los cubos de micelio miraba hacia las hojas. Para las hojas pequeñas (ancho de hoja &lt; 8.0 cm), se inocularon dos cubos de micelio en una hoja, mientras que cuatro cubos de micelio se inocularon en las hojas grandes (ancho de hoja ≥ 8.0 cm). Sin embargo, las hojas pequeñas y grandes, diez cubos de micelio y 2 cubos medianos de PDA se inocularon en los árboles jóvenes/ramas. Luego, las hojas inoculadas se envolvieron con cinta protectora de plástico de 6.0-8.0 cm de ancho para fijar los cubos y evitar la pérdida de agua. Las hojas y los cubos se perforaban con agujas para producir sitios hirientes en el centro y los cuatro vértices de los cuadrados. Las hojas inoculadas se cultivaron en el campo/invernadero y se observaron, fotografiaron/escanearon 5-7 días después de la inoculación. Luego, las imágenes se cargaron en el software ImageJ para medir las áreas promedio de las manchas necróticas que se desarrollaron a partir de los sitios de heridas perforadas de cada clon de álamo. Finalmente, se calculó la tasa de incidencia de enfermedad y el índice de enfermedad a partir de las áreas promedio de las manchas necróticas de cada clon de álamo. De acuerdo con el índice de la enfermedad, todos los clones de álamo analizados se dividieron en diferentes grupos de resistencia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig02.jpg"> Figura 2: Características clásicas de la lesión foliar en el clon híbrido de álamo B246 infectado por el patógeno del cancro C. chrysosperma mediante inoculación foliar. (A) inoculado por inoculantes PDA; (B,C) manchas necróticas; (D-F) manchas necróticas con estructura de picnidios; Las posiciones (G-I) de la hoja inoculada en el árbol joven/ramas de 1 año influyen en la gravedad de la enfermedad del patógeno del cancro del tallo C. chrysosperma en el cultivar híbrido de álamo "Bofeng 3"; Las condiciones de luz (J-L) influyen en la gravedad de la enfermedad en el cultivar de álamo "Bofeng 3". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig03.jpg"> Figura 3: Cribado de resistencias y detección de susceptibles. Cribado de resistencia de clones híbridos de álamo (A-C) y detección susceptible de aislados del patógeno Botryosphaeria dothidea en el clon híbrido de álamo (D-F) "Bofeng 3" utilizando el método de inoculación foliar in vivo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Grado de gravedad</td>
			<td>Criterios de calificación</td>
			<td>Nivel</td>
		</tr><tr><td>Ninguna enfermedad</td>
			<td>Sin síntomas, área necrótica de 0 a 2,0 mm²</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Extremadamente leve</td>
			<td>Área necrótica: 2,0–4,0 mm²</td>
			<td>1</td>
		</tr><tr><td>Enfermedad leve</td>
			<td>Área necrótica: 4,0–6,0 mm²</td>
			<td>2</td>
		</tr><tr><td>Enfermedad moderada</td>
			<td>Área necrótica 6,0–8,0 mm²</td>
			<td>3</td>
		</tr><tr><td>Enfermedad moderadamente grave</td>
			<td>Área necrótica: 8,0–10,0 mm²</td>
			<td>4</td>
		</tr><tr><td>Enfermedad grave</td>
			<td>Área necrótica superior a 10,0 mm²</td>
			<td>5</td>
		</tr></tbody></table>Tabla 1: Grado de gravedad de los síntomas necróticos inducidos por patógenos del cancro en las hojas.

Inoculación in vivo de hojas: un método alternativo para evaluar la resistencia a enfermedades de clones híbridos en la cría de álamos de la enfermedad del cancro del tallo

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

Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

Se describe el uso de un método de inyección con aguja para inocular plantas de maíz y teosinto con el patógeno biotrófico Ustilago maydis.  El método de inoculación por inyección de agujas facilita la entrega controlada del patógeno fúngico entre las hojas de la planta donde el patógeno entra en la planta a través de la formación de appresoria. Este método es altamente eficiente, permitiendo inoculaciones reproducibles con U. maydis.

Un método rápido y eficiente para evaluar la patogenicidad de Ustilago maydis en las líneas de maíz y teosinte

La agroinfiltración y la agroinfección por PVX son ensayos funcionales de rutina para la expresión ectópica transitoria de genes en plantas. Estos métodos son ensayos eficientes en estrategias efectoómicas (resistencia rápida y descubrimiento de genes de avirulencia) y cruciales para la investigación moderna en fitopatología molecular. Satisfacen la demanda de análisis funcionales robustos de alto rendimiento en las plantas.

Agroinfiltración y PVX Agroinfección en Papa y Nicotiana benthamiana

Inducida por el virus de silenciamiento génico es una herramienta útil para la identificación de genes implicados en la resistencia de las plantas hospedantes. Se demuestra el uso de patógenos bacterianos que expresan GFPuv en la identificación de genes silenciados plantas susceptibles a los agentes patógenos no hospedantes. Este método es fácil, rápido y facilita la detección a gran escala y protocolo similar se puede aplicar al estudio de otras interacciones planta-microorganismo.

VIGS mediada por delante de detección genética para la identificación de genes implicados en la resistencia no huésped

La cuantificación del crecimiento de patógenos es una poderosa herramienta para caracterizar diversas respuestas inmunitarias de Arabidopsis thaliana (en adelante: Arabidopsis). El método descrito aquí presenta un ensayo optimizado de infiltración de jeringas para cuantificar la Pseudomonas syringae pv. Maculicola ES4326 crecimiento en hojas adultas de Arabidopsis.

Ensayo de infiltración bacteriana de la hoja por Fine Caracterización de las respuestas de defensa de la planta utilizando el<em&gt; Thaliana-Pseudomonas syringae Arabidopsis</em&gt; Patosistema

Aquí presentamos un protocolo que facilita la caracterización funcional de rendimiento medio a alto de construcciones de genes y promotores en tejido de tallo secundario de árbol dentro de marcos de tiempo comparativamente cortos. Es eficiente, fácil de usar y ampliamente aplicable a una variedad de especies de árboles.

El uso de Inducida somática Análisis del Sector (ISSA) para el estudio de genes y promotores implicados en la formación de la madera y el desarrollo del tallo Secundaria

Aquí, presentamos un protocolo para prueba de virulencia de la planta con el patógeno de la planta grisea de Magnaporthe. Este informe contribuirá a la proyección a gran escala de los patotipos de aislamientos de hongos y servir como un excelente punto de partida para la comprensión de los mecanismos resistentes de las plantas durante la reproducción molecular.

La prueba de infección de planta: Spray y mediada por la herida la inoculación con el patógeno de planta Magnaporthe Grisea

Pinchar la cabeza basal de la planta de pimienta negra es un método breve y que ahorra tiempo para dañarla. Aquí, proporcionamos pasos detallados con un video para infectar plantas de pimienta negra.

Un método de inoculación eficaz para Phytophthora capsici en plantas de pimienta negra

El manejo del marchitamiento por Fusarium de la sandía requiere el conocimiento de las razas de patógenos presentes. Aquí, describimos los métodos de inoculación de inmersión de raíz, semilla de grano infestado y inoculación de inmersión en bandeja modificados para demostrar su eficacia en la tipificación racial del hongo patógeno Fusarium oxysporum f. sp niveum (Fon).

Un contraste de tres técnicas de inoculación utilizadas para determinar la raza de Fusarium oxysporum f.sp. desconocido niveum Aislantes

Este protocolo presenta un resumen detallado de las estrategias para inocular las raíces de las plantas con microbios transmitidos por el suelo. Ejemplificado para los hongos Verticillium longisporum y Verticillium dahliae, se describen tres sistemas diferentes de infección radicular. Se destacan las aplicaciones potenciales y los posibles análisis posteriores, y se discuten las ventajas o desventajas para cada sistema.

Estrategias de inoculación para infectar las raíces de las plantas con microorganismos transmitidos por el suelo

Aquí, presentamos un protocolo para inducir la producción de raíces adventicias (AR) a través de la vía de inoculación de patógenos fúngicos en el floema o la cintura de la epidermis, que es adecuado para el estudio de la biología de las raíces y los procesos fisiológicos relacionados con la respuesta a la luz en el álamo.

Raíces adventicias de álamo inducidas por patógenos del cancro del tallo: un sistema experimental para estudiar la biología de las raíces y los procesos relacionados con la respuesta a la luz

El protocolo describe la infección de las raíces de Solanum tuberosum con nematodos parásitos de plantas en condiciones de invernadero in vivo y las raíces transgénicas de papa in vitro para el análisis histoquímico de la estructura de la raíz mediante microscopía óptica.

Infección in vivo e in vitro de raíces de papa con nematodos parásitos de plantas para la evaluación de cambios estructurales inducidos

Aprende el método de inoculación foliar in vivo para evaluar la resistencia a cancro del tallo en clones híbridos de álamo. Esta técnica acelera la selección de variedades resistentes en programas de mejoramiento forestal.

Inoculación in vivo de hojas: un método alternativo para evaluar la resistencia a enfermedades de clones híbridos en la cría de álamos de la enfermedad del cancro del tallo (Video) | JoVE Journal

Inoculación in vivo de hojas: un método alternativo para evaluar la resistencia a enfermedades de clones híbridos en la cría de álamos de la enfermedad del cancro del tallo

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