Name: Assemblage et utilisation d’un système de croissance gnotobiotique végétale pour les études d’interaction plante-microbe dans les céréales (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-06-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: Découvrez le système gnotobiotique GNOVA pour étudier les interactions plante-microbe chez les céréales. Cette méthode permet une croissance prolongée du blé et du maïs avec gestion de l'irrigation et conditions microbiennes contrôlées.

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<table><tbody><tr><td>Powerconnect cordless drill &amp; kit de 100 pièces</td><td>Black+Decker</td><td>BDC120VA100</td><td>1/4" et 1/8" forets nécessaires.&nbsp;</td></tr><tr><td>Ruban adhésif vinyle, jaune, 1" de large x 36 verges&nbsp;</td><td>3M</td><td>471</td><td>Matériel consommable</td></tr><tr><td>Élastiques Sterling taille #32&nbsp; (2 élastiques par système)</td><td>Amazon</td><td>B001I1QO00</td><td>Matériel consommable.&nbsp;</td></tr><tr><td>Graines de blé</td><td></td><td></td><td>Cultivar utilisé dans cette expérience: Catawba</td></tr><tr><td>Isolation d'enveloppe de tuyau en fibre de verre, 3 " de largex 1/2 " d'épaisseur&nbsp; (2 cercles pré-découpés par système)</td><td>Lowe's</td><td>28930</td><td>Coupé en 2 cercles de 7/8 " (7,3 cm) de diamètre. Matériel consommable. Pour une production à haut débit de cercles, déroulez l'isolant enveloppe et utilisez le bord ouvert du pot pour couper le cercle en plaçant le pot sur le haut de l'isolant enveloppe et en appliquant une pression et en tordant.&nbsp;</td></tr><tr><td>Média filtrant DW4, pré-découpé à 15" x 75 verges&nbsp; (1 cercle coupé par système)</td><td>Class Biological Clean, Ltd</td><td>NA</td><td>Coupé en cercles de 6,3 " (16,02 cm) de diamètre. CBC a d'autres tailles pré-découpées ou rouleaux standard qui peuvent être achetées à la place si désiré.&nbsp; Matériel consommable. découpez un modèle du cercle dans du carton et utilisez-le pour dessiner des cercles dans toute la zone du média DW4 et coupez avec des ciseaux.</td></tr><tr><td>Tube en silicone, Versilon SPX-50 haute résistance, 1/8" ID x 1/4" OD x 1/16" d'épaisseur de paroi</td><td>Saint-Gobain</td><td>ABX00007</td><td>Coupé en deux longs morceaux ( 16" // 40,64 cm) et trois morceaux courts (2,5" // 6,35 cm)&nbsp;</td></tr><tr><td>Hypochlorite de sodium 5% de chlore disponible en solution aqueuse</td><td>VWR</td><td>JT9416-1</td><td>Dilué à 2% v/v et utilisé pour le protocole de stérilisation du maïs</td></tr><tr><td>Milieu de Murashige &amp; Skoog, éléments micro et macro. 25 L</td><td>Research Products International</td><td>M10200-25.0</td><td>Dilué à 0,5x la force</td></tr><tr><td>Éthanol, 100%, Deacon Labs</td><td>Fisher scientific</td><td>04-355-451</td><td>Dilué à 95% v/v</td></tr><tr><td>Seringue 3 mL, luer lock non stérile&nbsp; (2 par système)</td><td>Fisher scientific</td><td>14-817-117</td><td>Jetez le piston et ne gardez que le baril, remplissez de laine de verre et fermez avec du papier aluminium.</td></tr><tr><td>Béchers en verre, 250 mL&nbsp;</td><td>VWR</td><td>470191-150</td><td>Cinq sont nécessaires pour la stérilisation des graines de blé</td></tr><tr><td>Graines de maïs</td><td></td><td></td><td>Génotype utilisé dans cette expérience: Mexico 21&ndash;22 B73XMo17</td></tr><tr><td>Plateau de cuisson en aluminium 18" x 26"&nbsp;</td><td>Amazon</td><td>B01FIK54LQ</td><td>Assurez-vous qu'il correspond aux dimensions de votre hotte à flux laminaire</td></tr><tr><td>Chlorure de sodium</td><td>Fisher scientific</td><td>BP358-1</td><td>Préparez une solution à 0,145 M.</td></tr><tr><td>Base imprimée en 3D, filament en acide polylactique (PLA) utilisé (1 par système)</td><td>Protolabs</td><td>NA</td><td>L'impression et les fichiers modifiables peuvent être trouvés dans les documents supplémentaires. Les fichiers sont disponibles sur Dryad.org DOI https://doi.org/10.5061/dryad.f7m0cfzbc. NE PAS AUTOCLAVER si du PLA a été utilisé comme filament pour produire la base. Le PLA fond au-dessus de 150 &deg;C et peut se déformer au-dessus de 60 &deg;C. Il est recommandé de tester l'intégrité de la base imprimée en 3D en PLA si elle doit être utilisée à des températures supérieures à 40 &deg;C. Pour une résistance à la chaleur plus élevée, des matériaux tels que le PETG (polyéthylène téréphtalate glycol) ou le PC (polycarbonate) peuvent être utilisés à la place; cela augmentera le coût de la pièce et pourrait toujours ne pas être autoclavable. L'impression 3D des prototypes de base a été réalisée dans une imprimante personnelle avec des volumes de construction de 256 &times; 256 &times; 256 mm (longueur &times; largeur &times; hauteur). Pour la rapidité et l'efficacité des coûts, nous recommandons l'impression en masse auprès de fournisseurs de services d'impression 3D commerciaux locaux.&nbsp;</td></tr><tr><td>Raccord mâle luer à raccord barbelé 1/8 " ID, polypropylène sans dérivés animaux&nbsp; (2 par système)</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-50114-69</td><td>Dénommé raccord 1 dans le protocole</td></tr><tr><td>Raccord mâle glissant luer à raccord barbelé 1/8 " ID, polypropylène sans dérivés animaux&nbsp; (1 par système)</td><td>Cole-Parner</td><td>EW-50114-63</td><td>Dénommé raccord 2 dans le protocole</td></tr><tr><td>Serre-tubes à engrenage à vis sans fin en acier inoxydable 201, 1 1/2" -3 1/2" diamètre de serrage (1 par système)</td><td>Grainger</td><td>5CZF2</td><td>Dénommé serre-tubes dans le protocole</td></tr><tr><td>Armoire à flux laminaire Airstream Gen 3 avec commutateur simple, dimensions 24 1/4" x 47 " x 28 1/4 "&nbsp;</td><td>ESCO Lifesciences</td><td>2120707</td><td>Dénommé hotte à flux laminaire dans le protocole. Toute hotte à flux laminaire de dimensions similaires fonctionne. Des modifications pourraient être nécessaires dans les hottes à flux plus petites.&nbsp;</td></tr><tr><td>Sable de jeu, Quikrete Premium. 50 lb</td><td>The Home Depot</td><td>1001709466</td><td>Dénommé sable dans le protocole</td></tr><tr><td>Fil en acier inoxydable tissé, 120 mailles (1 par système)</td><td>Amazon</td><td>B09KRS5F7T</td><td>Dénommé maille en acier inoxydable dans l'article. Coupé en cercles de 4,7" (11,9 cm) de diamètre. Pour un débit élevé ou une production de cercles, découpez un modèle du cercle dans du carton et utilisez-le pour dessiner des cercles dans toute la zone en maille tissée du tissu maillé et coupez avec des ciseaux.&nbsp;</td></tr><tr><td>Argile (Montmorillonite), OIL-DRI Sorbent en vrac, 50 lb de poids, non

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The development of microbial-based agricultural amendments that work consistently in the field requires an understanding of the molecular mechanisms of ...

Notre recherche examine comment les micro-organismes colonisent les racines des plantes et influencent la résilience des plantes au stress. Ce protocole peut être appliqué à l'étude des interactions plante-microbe chez un large éventail d'espèces végétales, allant au-delà des petites plantes modèles traditionnelles.Pour commencer, prenez les pots préparés pour l'expérience et retirez le couvercle en plastique. Versez 378 millilitres de milieu Murashige et Skoog à demi-concentration dans le pot. Pour les substrats en argile et en sable, utilisez respectivement 360 et 350 millilitres afin d'obtenir un espace poral rempli d'eau à 70 %. À l’aide de pinces stériles, plantez les graines stérilisées à la profondeur appropriée. Enfouissez le blé à une profondeur de 0,5 pouce et le maïs à une profondeur de 1 pouce. Remettez le couvercle en plastique sur le dessus du pot, puis sortez le pot de la hotte. Sinon, semez des semis stériles pré-germés dans du GNOVA. Après avoir transféré le pot et le cylindre en verre dans une chambre de croissance, tenez le cylindre en verre par le fond, orienté vers le bas, près du pot. Tenez fermement le papier d’emballage de stérilisation et le couvercle en plastique. D’un seul mouvement, retirez rapidement le couvercle en plastique du pot et le papier de stérilisation du cylindre en verre. Abaissez le cylindre en verre sur le dessus du pot et placez-le en appui sur le rebord de la base imprimée en 3D. Faites pousser le blé à 22 degrés Celsius pendant la journée et à 16 degrés Celsius la nuit, sous éclairage fluorescent avec une photopériode de 12 heures. Pour le maïs, maintenez une température de 27 degrés Celsius pendant la journée et de 23 degrés Celsius la nuit, dans les mêmes conditions.Fixer un long morceau de tube en silicone au distributeur de flacon. Placer la flamme près de la ligne d'irrigation. Retirer le corps de la seringue de la ligne d'irrigation et du support de filtre. Garder toutes les extrémités des tubes dans la zone de la flamme. Rattacher le support de filtre à la ligne d'irrigation. Connecter les deux corps de seringue. Puis, relier le long morceau de tube fixé au distributeur de flacon à l'orifice inférieur du support de filtre. Distribuer 150 millilitres de milieu Murashige et Skoog à demi-force. Séparer les deux corps de seringue. Détacher le tube en silicone du support de filtre et déconnecter le support de filtre de la ligne d'irrigation. Le remplacer par un corps de seringue.Utiliser une stratégie d'irrigation avec une solution d'eau de Javel à 10 % dans les grandes expériences comportant plus de 50 échantillons afin d'augmenter le débit d'arrosage. Distribuer une solution d'eau de Javel à 10 % (volume/volume) dans deux petits béchers en plastique. Placer les béchers près de la ligne d'irrigation et retirer le corps de la seringue de la ligne d'irrigation. Plonger les extrémités du tube dans une solution d'eau de Javel à 10 % jusqu'à utilisation. Retirer le corps de la seringue du porte-filtre. Plonger toutes les extrémités des tubes dans la solution d'eau de Javel à 10 % jusqu'à utilisation. Secouer pour éliminer l'excès de solution d'eau de Javel. Fixer le porte-filtre à la ligne d'irrigation des pots. Connecter le long morceau de tube relié au distributeur à embout de bouteille au raccord inférieur du porte-filtre. Distribuer 150 millilitres de milieu Murashige et Skoog à demi-force. Détacher le long morceau de tube en silicone du raccord inférieur du porte-filtre. Remplacer le filtre dans la ligne d'irrigation par un corps de seringue après avoir éliminé l'excès d'eau de Javel. Si le volume d'irrigation change, utiliser environ 20 millilitres de milieu pour amorcer la ligne.Modifier le protocole de récolte afin de l'aligner sur les objectifs de recherche spécifiques et le volume d'échantillons à traiter. Retirer le cylindre en verre du pot. Placer rapidement le pot dans la hotte à flux laminaire et le détacher de sa base imprimée en 3D. Tenir la plante à la base et verser le substrat de sol dans un récipient. Retirer délicatement les gros agrégats de sol des racines. Si nécessaire, prélever des échantillons de sol conformément aux objectifs de recherche spécifiques. À l’aide de ciseaux stériles, séparer les parties aériennes des racines. Enregistrer la masse fraîche des parties aériennes. Nettoyer les racines en les agitant doucement dans un bécher contenant de l’eau déionisée. Sécher les racines par tamponnement. Enregistrer la masse fraîche des racines et, si nécessaire, prélever des échantillons de racines selon les objectifs de recherche spécifiques.Le blé et le maïs ont atteint 100 % de germination dans le système GNOVA, tandis que dans le système de culture en sac, le blé a atteint 67 % de germination et le maïs 75 % de germination après deux semaines. Le blé cultivé dans le système GNOVA a atteint le stade de croissance 13 de Zadok, alors que le blé cultivé en sac est resté au stade de croissance 11 de Zadok. À la semaine 5, le blé dans le système GNOVA a atteint le stade de croissance 21 de Zadok, indiqué par l'apparition de talons, tandis que les talons étaient absents dans le système de culture en sac et les plantes sont restées au stade 13 de Zadok. Après 12 semaines de croissance dans le système GNOVA, les plantes de blé présentaient davantage de feuilles chlorotiques et le cylindre en verre était rempli de biomasse végétale. Lorsque les plantes de blé ont été cultivées deux semaines supplémentaires dans le système GNOVA, aucune augmentation notable de la biomasse n'a été observée. La croissance du maïs a été évaluée dans le système GNOVA pendant quatre semaines et comparée à celle du maïs cultivé en sacs. La biomasse fraîche du maïs cultivé dans le système GNOVA a augmenté de 593 % par rapport à celle du maïs cultivé en sacs. Le maïs cultivé dans le système GNOVA présentait une longueur significativement plus grande des parties aériennes et des racines que le maïs cultivé en sacs.Ce protocole permet aux chercheurs d'étudier les interactions plante-microbe dans des conditions contrôlées et d'établir un lien de causalité entre les effecteurs microbiens et les réponses des plantes. L'aspect le plus délicat de ce protocole réside dans la manipulation minutieuse des lignes d'arrosage afin de maintenir l'asepsie. De futures études pourront combiner ce système avec des communautés microbiennes synthétiques afin d'identifier les effecteurs favorisant la croissance végétale et d'explorer les mécanismes d'assemblage des communautés microbiennes.

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Biology

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Assemblage et utilisation d’un système de croissance gnotobiotique végétale pour les études d’interaction plante-microbe dans les céréales (Vidéo) | JoVE Journal

Assemblage et utilisation d’un système de croissance gnotobiotique végétale pour les études d’interaction plante-microbe dans les céréales

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