Ce protocole présente un résumé détaillé des stratégies pour inoculer les racines des plantes avec des microbes transmis par le sol. Exemple pour les champignons Verticillium longisporum et Verticillium dahliae, trois systèmes d’infection racinaire différents sont décrits. Les applications potentielles et les analyses en aval possibles sont mises en évidence, et les avantages ou les inconvénients sont discutés pour chaque système.
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Article de méthode
Stratégies d’inoculation pour infecter les racines des plantes avec des micro-organismes transmis par le sol
Dans cet article
Résumé
Résumé
La rhizosphère abrite une communauté microbienne très complexe dans laquelle les racines des plantes sont constamment remises en question. Les racines sont en contact étroit avec une grande variété de micro-organismes, mais les études sur les interactions dans le sol sont encore en retard sur celles effectuées sur les organes en surface. Bien que certaines stratégies d’inoculation pour infecter les plantes modèles avec des agents pathogènes racinaires modèles soient décrites dans la littérature, il reste difficile d’obtenir un aperçu méthodologique complet. Pour résoudre ce problème, trois systèmes d’inoculation racinaire différents sont décrits avec précision qui peuvent être appliqués pour mieux comprendre la biologie des interactions racine-microbe. À titre d’illustration, les espèces de Verticillium (à savoir , V. longisporum et V. dahliae) ont été utilisées comme agents pathogènes modèles envahissant les racines. Cependant, les méthodes peuvent être facilement adaptées à d’autres microbes colonisateurs de racines - à la fois pathogènes et bénéfiques. En colonisant le xylème végétal, les champignons vasculaires transmis par le sol tels que Verticillium spp. présentent un mode de vie unique. Après l’invasion racinaire, ils se propagent par les vaisseaux du xylème par voie acropétale, atteignent la pousse et provoquent des symptômes de la maladie. Trois espèces végétales représentatives ont été choisies comme hôtes modèles : Arabidopsis thaliana, colza économiquement important (Brassica napus) et tomate (Solanum lycopersicum). Des protocoles étape par étape sont donnés. Des résultats représentatifs des tests de pathogénicité, des analyses transcriptionnelles des gènes marqueurs et des confirmations indépendantes par des constructions de rapporteurs sont présentés. En outre, les avantages et les inconvénients de chaque système d’inoculation sont discutés en profondeur. Ces protocoles éprouvés peuvent aider à fournir des approches pour les questions de recherche sur les interactions racine-microbe. Savoir comment les plantes font face aux microbes dans le sol est crucial pour développer de nouvelles stratégies visant à améliorer l’agriculture.
Introduction
Les sols naturels sont habités par un nombre étonnant de microbes qui peuvent être neutres, nocifs ou bénéfiques pour les plantes1. De nombreux agents pathogènes des plantes sont transmis par le sol, entourent les racines et attaquent l’organe souterrain. Ces micro-organismes appartiennent à une grande variété de clades : champignons, oomycètes, bactéries, nématodes, insectes et certains virus 1,2. Une fois que les conditions environnementales favorisent l’infection, les plantes sensibles deviennent malades et les rendements des cultures diminuent. Les effets du changement climatique, t....
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Protocole
1. Milieux pour cultures fongiques et systèmes d’inoculation végétale
- Bouillon liquide de dextrose de pomme de terre (PDB) : Préparer 21 g/L de PDB dans de l’eau ultrapure dans une fiole thermostable.
- Bouillon liquide de dextrose Czapek (CDB) : Préparer 42 g/L de CDB dans de l’eau ultrapure dans une fiole thermostable.
- Milieu pour le système d’inoculation de la boîte de Petri : Préparer une fiole thermostable avec 1,5 g/L de milieu Murashige et Skoog (MS) et 8 g/L d’agar dans de l’eau ultrapure.
REMARQUE: Évitez le sucre dans ce milieu car il entraînera une croissance fongique excessive après l’inoculation. - M....
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Résultats
Conformément au protocole, les plantes ont été cultivées et inoculées avec V. longisporum (souche Vl4325) ou V. dahliae (isolat JR218). Divers scénarios ont été conçus pour prouver l’efficacité et mettre en évidence certaines capacités des protocoles donnés. Des résultats représentatifs sont présentés.
L’induction expressionnelle des gènes impliqués dans la biosynthèse antimicrobienne indol-glucosinolate (IG) est un ind.......
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Discussion
En raison des énormes pertes de rendement causées par les phytopathogènes transmis par le sol1, une amélioration des stratégies agricoles ou des variétés de cultures est nécessaire. La compréhension limitée de la pathogenèse des maladies transmises par le sol entrave le développement de plantes plus résistantes. Les mécanismes pathologiques sous-jacents doivent être explorés, pour lesquels une plate-forme méthodologique robuste est nécessaire. Les procédures d’inoculation rapportées ont montré que.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Remerciements
Les auteurs remercient Tim Iven et Jaqueline Komorek pour leurs travaux antérieurs sur ces méthodes, le groupe de Wolfgang Dröge-Laser (Département de biologie pharmaceutique, Université de Würzburg, Allemagne) pour avoir fourni l’équipement et les ressources nécessaires à ce travail, et Wolfgang Dröge-Laser ainsi que Philipp Kreisz (tous deux de l’Université de Würzburg) pour la relecture critique du manuscrit. Cette étude a été soutenue par la « Deutsche Forschungsgemeinschaft » (DFG, DR273/15-1,2).
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Agar (Gelrite) | Carl Roth | Nr. 0039 | tous les systèmes décrits nécessitent Gelrite |
| Arabidopsis thaliana | stock NASC | Col-0 (N1092) | |
| Autoclave | Systec | VE-100 | |
| BlattFlaeche | Datinf GmbH | BlattFlaeche | software pour déterminer les surfaces foliaires |
| Brassica napus de type sauvage | voir Floerl et al., 2008 | de colza à cycle rapide | ACaacc |
| Cefotaxime sodium | Duchefa | C0111 | |
| Fiole chicane 500 mL | Duran Group / neoLab | E-1090 | Fiole Erlenmeyer à quatre chicanes |
| Tubes de collecte 50 mL | Sarstedt | 62.547.254 | 114 x 28 mm |
| Czapek Bouillon de dextrose moyen | Duchefa | C1714 | |
| Appareil photo numérique | Nikon | D3100 18-55 VR | |
| Exsiccator (Dessiccateur ) | Duran Group | 200 DN, 5.8 L | Joint avec couvercle pour maintenir le chlore gazeux |
| Microscope à fluorescence | Leica | Leica Leica TCS SP5 II | |
| HCl | Carl Roth | P074.3 | |
| KNO3 | Carl Roth | P021.1 | &ge ; 99 % |
| KOH | Carl Roth | 6751 | |
| Leukopor | BSN medical GmbH | 2454-00 AP | ruban non tissé 2,5 cm x 9,2 m |
| MES (2-(N-morpholino)acide éthanesulfonique) | Carl Roth | 4256.2 | Pufferan &ge ; 99 % |
| MgSO4 | Carl Roth | T888.1 | Sulfate de magnésium-Heptahydrate |
| Murashige & Skoog medium (MS) | Duchefa | M0222 | MS avec vitamines |
| NaClO | Carl Roth | 9062.1 | |
| Chambres de croissance percivales | CLF Plant Climatics GmbH | AR-66L2 | |
| Boîtes de Pétri | Sarstedt | 82.1473.001 | taille & Oslash ; xH : 92 & fois ; Gobelets en plastique 16 mm |
| (500 mL, transparent) | Pro-pac, boîte à saladex | 5070 | taille : 108 & fois ; 81 & fois ; 102 mm |
| Filtre plissé en cellulose | Hartenstein | FF12 | niveau de rétention des particules 8&ndash ; 12 &mu ; m |
| poly klima chambre de croissance | poly klima GmbH | PK 520 WLED | |
| Pomme de terre Dextrose Bouillon moyen | SIGMA Aldrich | P6685 | pour microbiologie |
| Pots | Pö ; ppelmann GmbH | TO 7 D ou TO 9,5 D | Ø ; 7 cm resp. Ø ; 9,5 cm |
| PromMYB51 ::YFPvoir | Poncini et al., 2017 | MYB51 ligne de rapporteur | YFP (c’est-à-dire 3xmVenus avec NLS) |
| Tubes de réaction 2 mL | Sarstedt | 72.695.400 | PCR Performance testée |
| Agitateur rotatif (orbital) | Edmund Bü ; hler | SM 30 C control | |
| Sable (sable pour oiseaux) | Pet Bistro, Mü ; ller Holding | 786157 | |
| Sol | Einheitserde spezial | SP Pikier (SP ED 63 P) | |
| Solanum lycopersicum de type sauvage | voir Chavarro-Carrero et al., 2021 | Type : Moneymaker | |
| Thoma chambre de comptage cellulaire | Marienfeld | 642710 | profondeur 0,020 mm ; 0,0025 mm2 |
| Eau ultrapure (Milli-Q eau purifiée) | MERK | IQ 7003/7005 | eau obtenue après purification |
| Verticillium dahliae | voir Reusche et al., 2014 | isolat JR2 | |
| Verticillium longisporum | Zeise et von Tiedemann, 2002 | souche Vl43 |
Références
- Mendes, R., Garbeva, P., Raaijmakers, J. M. The rhizosphere microbiome: significance of plant beneficial, plant pathogenic, and human pathogenic microorganisms. FEMS Microbiology Review. 37 (5), 634-663 (2013).
- Yadeta, K. A., Thomma, B. P. H. J.
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Réimpressions et autorisations
