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 alcance de este protocolo de investigación es describir un método para producir raíces adventicias a través del anillado y la inoculación de patógenos fúngicos en los tallos de las ramas de los álamos. Proponemos este método como un sistema experimental ideal para el estudio de la biología de las raíces y los procesos de respuesta a la luz en las interacciones álamo-patógeno.

Aunque se ha informado en muchas especies de plantas que promueve el crecimiento de microorganismos beneficiosos en las raíces, como las rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas, las bacterias ectoendófitas o los hongos micorrícicos vasculares u hongos ectomicorrícicos, no se ha documentado la inducción de crecimiento adventicio por patógenos. Este protocolo presenta un fenómeno normal de desarrollo radicular en el chopo.

Se ha estudiado el desarrollo y comportamiento de las raíces de chopo en diversos ambientes y en interacción con microorganismos beneficiosos. Sin embargo, nuestra investigación introduce una nueva área de la biología del crecimiento de las plantas, la inducción de raíces adventicias en el álamo por patógenos fúngicos del tallo. Creemos que este hallazgo avanzará no solo en el estudio de la biología del crecimiento, sino también en la comprensión de las interacciones entre plantas y patógenos.

Este protocolo de investigación ilustró que los patógenos del tallo inducían raíces adventicias en los álamos. Podemos aceptar que los patógenos también pueden cambiar los patrones de expresión génica en las raíces adventicias a nivel transcripcional, postranscripcional y de modificación epigenética. Por lo tanto, los métodos propuestos en este protocolo han allanado el camino para las investigaciones sobre las raíces adventicias del álamo.

En el futuro, nos centraremos en los mecanismos fisiológicos y moleculares de los patógenos del cancro que inducen la formación de raíces adventicias en el álamo. También investigaremos el mecanismo de resistencia y la modificación epigenética de las raíces adventicias del álamo después de la inoculación de patógenos y trataremos de averiguar la aplicación forestal de este fenómeno.

[Narrador] Para preparar agar dextrosa de papa o medio PDA, disuelva seis gramos de extracto de papa, 20 gramos de dextrosa y 20 gramos de agar en un litro de agua. Esterilice el medio a 121,1 grados centígrados durante 30 minutos. Vierta el medio en placas de Petri, cada una con 20 mililitros de medio PDA. Inocule el cubo de micelio fúngico activado de Valsa sordida o Botryosphaeria dothidea en el centro de la placa de Petri. Incube el plato en la oscuridad a 28 grados centígrados durante siete a 10 días. Después de la incubación, corte el medio PDA con micelio fúngico en tiras. A continuación, seleccione un retoño de álamo de crecimiento vigoroso de uno a dos años y elija un tallo maduro del retoño. Esterilice la región de inoculación con etanol al 75%. Cintura con cuidado la epidermis y el floema del tallo esterilizado del álamo. Retire los anillos del floema ceñidos, incluido el cambium parcial, para exponer los tejidos internos del cambium o del xilema. Cubrir completamente la región del anillado con correas de micelio fúngico como tratamiento de inoculación del anillado del floema. Envuelva el tallo inoculado con cuatro capas de cinta de injerto transparente y elástica para retener la humedad. Con un cuchillo esterilizado, raspe y dañe el tejido interno del cambium del área expuesta. Luego, inocule la correa de PDA en la región anillada como parte del tratamiento de eliminación de cambium. A continuación, inocular las regiones anilladas directamente con correas medianas de PDA no cultivadas como control de anillado. Envuelva el tallo inoculado con cuatro capas de cinta de injerto transparente y elástica para retener la humedad. Ata el tallo inoculado con un palo para protegerlo del cortavientos. Después de 14 a 30 días de inoculación, observe y registre la formación de raíces adventicias de álamo. Cintura con cuidado la epidermis del tallo del álamo para exponer el tejido verde del floema. Luego, raspe verticalmente el tejido del floema y exponga la estructura interna del floema. Inocular la región de la epidermis ceñida con micelio fúngico y correa de CAP como se demostró anteriormente. Envuelva los tallos inoculados con cuatro capas de cinta de injerto transparente y elástica. Después de 14 a 30 días de inoculación, observe y registre la formación de raíces adventicias de álamo o raíces adventicias. Los patógenos del cancro del tallo V. sordida y B. dothidea indujeron la formación de raíces adventicias en los tallos de Populus alba var. Las raíces adventicias también fueron inducidas en los troncos de P. alba var. pyramidalis de 6 años por el patógeno V. sordida después del anillado del floema, con longitudes de raíz superiores a 7,0 centímetros. Después de inducir raíces adventicias en el álamo utilizando el método de inoculación anillado del floema o anillado de la epidermis, envuelva la región inoculada con patógenos con papel de aluminio para el tratamiento de sombreado. Ata el tallo con un palo para protegerlo del cortavientos. Después de 20 días, retire el papel de aluminio de los tallos. Observe y fotografíe las raíces adventicias del álamo sombreado y sin sombra. Cultive las raíces adventicias del álamo sombreado a la luz del sol o bajo fuentes de luz artificial. Después de uno a cinco días de exposición a la luz, retire las cintas de injerto y coseche las raíces adventicias del álamo. Envuelva las raíces adventicias con papel de aluminio. Remoje las muestras de raíces adventicias en nitrógeno líquido y guárdelas a menos 80 grados centígrados. La exposición a la luz transformó las raíces adventicias blancas o de color rojo claro en raíces adventicias rojas en P. alba var. pyramidalis en tres días, con biosíntesis de pigmentos vinculada a la formación de cianidina 3-O-glucósido.