Name: 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 (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-11T14:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 4 s
Description: Aprende a inducir raíces adventicias en álamo mediante inoculación de patógenos fúngicos por anillado del floema o epidermis. Este protocolo permite estudiar biología de raíces y respuestas fisiológicas a la luz.

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<meta charset="utf8"></head><body>Estudio del impacto de los patógenos fúngicos en el cancro del tallo del álamo y el transporte vascular

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</ol>

<table><tbody><tr><td>Agar-agar</td><td>Solarbio</td><td>A8190&nbsp; &nbsp;</td><td>Proporcionar nutrición para el crecimiento de hongos</td></tr><tr><td>Papel de aluminio</td><td>Biosharp</td><td>BS-QT-027B</td><td>Para proporcionar sombra al área infectada</td></tr><tr><td>Cuchillo de anillar</td><td>Empresas de herramientas de hardware MoGong</td><td></td><td>Ceñir la epidermis de los tallos/ramas del álamo</td></tr><tr><td>Cinta de injerto</td><td>CAPI</td><td>5cm</td><td>Para fijar hongos en las plantas</td></tr><tr><td>PD (Extracción de patata, dextrosa)&nbsp;</td><td>Solarbio</td><td>P7360</td><td>Proporcionar nutrición para el crecimiento de hongos</td></tr><tr><td>Película plástica de PE</td><td>MiaoJie</td><td>413703</td><td>Para fijar hongos en las plantas</td></tr><tr><td>Placas de Petri</td><td>Bkman biological Co., Ltd&nbsp;</td><td>90 mm</td><td>Preparar el medio PDA</td></tr><tr><td>Incubadora termostática</td><td>Instrumentos de laboratorio Kuntian de Shanghai Co., Ltd</td><td>KTD-6000</td><td>Proporcionar un entorno para el crecimiento de hongos</td></tr></tbody></table>

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

Poplar Adventitious Roots Induced by Stem Canker Pathogens: An Experimental System for Studying Roots Biology and Light Response-Related Processes

En la Figura 1 se muestra el flujo de trabajo de los patógenos del cancro del tallo que inducen raíces adventicias a través de la inoculación de anillado. Los experimentos realizados aquí mostraron que tanto los patógenos del cancro del tallo, V. sordida, B. dothidea, como sus aislados (de diferentes huéspedes, regiones o patogenicidad) pueden inducir la formación de AR en especies de álamo. En este protocolo, utilizamos los aislados de V. sordida CZC, CFCC86775, y los aislados de B. dothidea SD50 y SD81 para producir ARs en P. alba var. pyramidalis. V sodida El CZC es un patógeno típico utilizado, y se ha depositado en el Centro General de Recolección de Cultivos Microbiológicos de China (CGMCC 40575); Aislado de V. sordida CFCC86775 se compró en el Centro de Recolección de Cultivos Forestales de China, mientras que dos aislados SD se recolectaron de los álamos de la enfermedad del cancro en la provincia de Shandong y se depositaron en nuestro laboratorio. Como se muestra en la Figura 2, se formaron callos en la región de anillado (Figura 2A, panel 1), y se formaron pocos AR en el tratamiento de dorado y eliminación de cambium (Figura 2A, panel 2), mientras que se produjeron raíces rojas y fibrosas después del tratamiento de inoculación con flecinto (Figura 2A, paneles 3-6). También observamos que los ARs fueron inducidos en diferentes especies o clones de álamos, como P. alba var. pyramidalis, Populus × beijingensis, P. alba × P. tremula var. glandulosa clon 84K, P. euramericana cv. 'Bofeng 3', u otros álamos híbridos). Sin embargo, en este protocolo, los AR se producen solo en los tallos de P. alba var. pyramidalis de 1 año de edad. Finalmente, como se muestra en el panel 7 de la Figura 2 , también se indujeron estructuras de AR en los troncos de P. alba var. pyramidalis de 6 años de edad después de la inoculación del floema por el patógeno V. sordida. Los diámetros del tronco del álamo son de alrededor de 6-7 cm y la longitud de las raíces fibrosas más largas era superior a 7,0 cm.
Como se muestra en la Figura 2, los segmentos rojos se produjeron en los AR de álamo sombreado después de ser expuestos a la condición de luz solar, desde los AR blancos lechosos o rojos claros producidos en los álamos envueltos en papel de aluminio (Figura 2B, panel 1) hasta los AR rojos 3 días después (Figura 2B, panel 4). Además, también observamos que los pigmentos rojos se producían en un corto período después de la exposición a la luz, y el análisis de la expresión génica ilustró que la biosíntesis de pigmentos (principalmente cianidina-3-O-glucósido) se transformó directamente a partir de sus sustratos de antocianidina, no la nueva biosíntesis desde el comienzo de la ruta metabólica del fenilpropano6.
En este protocolo, los dos métodos de anillado (anillado del floema y de la epidermis) pueden inducir la formación de ARs en los tallos del álamo después de la inoculación del patógeno. Se produjeron menos cortavientos y menos influencia en la fisiología (como el transporte de agua y carbohidratos) en los álamos inoculados con el cinturón de la epidermis; sin embargo, parece que la producción de AR es un poco rápida y eficiente en el anillado del floema. Por lo tanto, se recomienda el método de inoculación de anillado del floema en la investigación de los AR del álamo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67304/67304fig01.jpg"> 
Figura 1: El flujo de trabajo esquemático de la formación de raíces adventicias (ARs) inducida por el patógeno del cancro del tallo a través de métodos de inoculación de anillado en álamos. En primer lugar, el patógeno del cancro del tallo (cultivado a 28 °C en oscuridad durante 7-10 días) se cortó en tiras de micelio (1,2 cm de ancho). Los árboles jóvenes de álamo de un año o las ramas de un año se ceñieron en los tallos (a ~ 30 cm por encima del suelo o la base de las ramas, indicado por las flechas azules) mediante dos métodos: anillado del floema (anillado y descarte de los anillos anillados que incluyen epidermis, floema y tejidos parciales del cambium en los tallos) o anillado de la epidermis (anillado y descarte los anillos anillados que solo incluyen la epidermis de los tallos). El ancho del floema ceñido o de los anillos del floema es de 1,0 cm. Luego, las regiones ceñidas se cubrieron por completo con correas de micelio y se envolvieron con cinta de plástico PE de inmediato; Los lados de micelio de la correa miraban hacia la región ceñida. Para la investigación de la biología de las raíces, como la rizogénesis y el desarrollo de las raíces, los retoños/ramas de álamo inoculados se cultivaron durante 14-30 días bajo manejo regular (Vía I, resaltada en flechas amarillas). Para la investigación de la biosíntesis de segmentos, la fotomorfogénesis o la regulación de la expresión de los genes relacionados con la luz, se adoptó una envoltura adicional de papel de aluminio, luego los árboles jóvenes / ramas inoculados se cultivaron ~ 20 días para producir los AR. Cuando se produjeron los AR, se retiró el papel de aluminio de los tallos/ramas, y los ARs de álamo se expusieron a la luz solar u otras condiciones de luz (variadas en el espectro de luz, la intensidad, el período o sus combinaciones) (Vía II, resaltada con flechas rojas). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67304/67304fig01large.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/67304/67304fig02.jpg"> 
Figura 2: Los patógenos del cancro del tallo indujeron la formación de raíces adventicias (AR) y la biosíntesis de segmentos en las condiciones de luz de los AR en el álamo. (A) Diferentes patógenos del cancro del tallo inducen la formación de AR en los tallos del álamo. A1: control de anillado; A2: anillado y eliminación de cambium (GR); A3-6: Diferentes patógenos del cancro del tallo (V. sordida y B. dothidea) inducen la formación de RA en plantones de P. alba var. pyramidalis de 1 año de edad; A7: ARs producidos en la rama de P. alba var. pyramidalis, de 6 años. (B) La exposición a la luz induce la biosíntesis de segmentos en los ARs de álamo. B1-B4 representan los AR de álamo expuestos en condiciones de luz a los 0, 1, 2 y 3 días después de la exposición. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67304/67304fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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

Valsa sordida and Botryosphaeria dothidea are two crucial necrotrophic fungal pathogens that damage many plant hosts, particularly species in the genus ...

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.

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Investigación

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Biología

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Utilizamos herramientas de laboratorio simples para examinar la arquitectura del sistema radicular (RSA) de Arabidopsis y Medicago. Las plántulas se cultivan hidropónicamente sobre malla y se extienden usando un pincel artístico para revelar el RSA. Las imágenes se toman mediante escaneo o una cámara de alta resolución, luego se analizan con ImageJ para mapear rasgos.

Un protocolo simple para mapear los rasgos de arquitectura del sistema radicular de la planta

Proporcionamos un protocolo paso a paso para evaluar la resistencia del álamo a los patógenos del cancro del tallo utilizando un método de inoculación de hojas in vivo . Este método es especialmente adecuado para la evaluación a gran escala de la resistencia a la enfermedad del cancro de Cytospora chrysosperma y Botryosphaeria dothidea en la progenie de cría de álamos en China.

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

El Inducible Stemgent Dox ratón TF Set Lentivirus puede reprogramar fibroblastos embrionarios de ratón (MEFs) de células madre pluripotentes inducidas (iPS) a las células. Aquí se demuestra el protocolo para la expresión de DOX-inducible de los factores de la transcripción del ratón reprogramación Oct4, Sox2, Klf4 y c-Myc para generar iPS colonias que expresan marcadores comunes MES pluripotencia.

Generación de células madre pluripotentes inducidas por reprogramación de fibroblastos embrionarios de ratón con un factor de transcripción Cuatro, doxiciclina inducible sistema de transducción de lentivirales

Combinatorias 5 proteínas fluorescentes de marcado de las células madre y progenitoras hematopoyéticas permite in vivo seguimiento clonal a través confocal y microscopía de dos fotones, que proporciona conocimientos sobre la médula ósea hematopoyética arquitectura durante la regeneración. Este método permite la correlación de destino no invasiva de las células derivadas de HSPCs espectralmente-codificados en tejidos intactos durante largos períodos de tiempo después del trasplante.

En Tracking Clonal vivo de madre hematopoyéticas y células progenitoras Marcado por cinco proteínas fluorescentes utilizando confocal y Microscopía Multifotónica

La naturaleza de las interacciones entre las células madre hematopoyéticas y progenitoras (hspCs) y nichos de la médula ósea es poco conocido. Modificaciones de hardware personalizados y un protocolo de adquisición de múltiples pasos permiten el uso de dos fotones y microscopía confocal a la imagen ex vivo HSPCs etiquetados alojados dentro de las áreas de la médula ósea, las interacciones de seguimiento y el movimiento.

En Vivo Tracking 4-Dimensional de madre hematopoyéticas y células progenitoras en ratones adultos de calota de Médula Ósea

La celulosa cristalina es un componente importante de la pared celular de la planta. Sin embargo, su cuantificación a una resolución celular es técnicamente desafiante.  Aquí, reportamos el uso de la tecnología de luz polarizada y secciones transversales de raíces para obtener información de la composición de la pared celular a una resolución espacio-temporal.

Alta resolución Cuantificación de celulosa cristalina acumulación en<em&gt; Arabidopsis</em&gt; Las raíces para monitorear la célula específica de tejido de pared Modificaciones

Aprende a inducir raíces adventicias en álamo mediante inoculación de patógenos fúngicos por anillado del floema o epidermis. Este protocolo permite estudiar biología de raíces y respuestas fisiológicas a la luz.

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 (Video) | JoVE Journal

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

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