כאן, אנו מציגים פרוטוקול בדיקה כימוטקסיס משופר. מטרת פרוטוקול זה היא להפחית את הצעדים והעלויות של שיטות כימוטקסיס חיידקיות מסורתיות ולשמש משאב בעל ערך להבנת אינטראקציות בין צמחים למיקרובים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול בדיקה כימוטקסיס משופר. מטרת פרוטוקול זה היא להפחית את הצעדים והעלויות של שיטות כימוטקסיס חיידקיות מסורתיות ולשמש משאב בעל ערך להבנת אינטראקציות בין צמחים למיקרובים.
זיהוי Chemotaxis חשוב מאוד למחקר ויישום של חיידקים מקדמי צמיחה rhizosphere. הקמנו שיטה פשוטה כדי לזהות במהירות את הכימותרפיה שיכולה לגרום לתנועה כימוטקטית של חיידקים מקדמי צמיחה rhizosphere על שקופיות זכוכית סטריליות באמצעות צעדים פשוטים. תמיסת חיידקים (OD600 = 0.5) ותמיסה מימית כימותרפית סטרילית נוספו טיפה על מגלשת הזכוכית במרווח של 1 ס"מ. לולאה חיסונית שימשה לחיבור התמיסה המימית הכימותרפית לפתרון החיידקי. המגלשה נשמרה בטמפרטורת החדר במשך 20 דקות על הספסל הנקי. לבסוף, תמיסת מימית כימותרפית נאספה לספירת חיידקים ותצפית מיקרוסקופית. במחקר זה, באמצעות השוואות מרובות של תוצאות ניסיוניות, השיטה התגברה על חסרונות מרובים של שיטות כימוטקסיס חיידקיות מסורתיות. השיטה הפחיתה את השגיאה של ספירת הלוחות וקיצרה את מחזור הניסוי. לזיהוי חומרים כימותרפיים, שיטה חדשה זו יכולה לחסוך 2-3 ימים בהשוואה לשיטה המסורתית. בנוסף, שיטה זו מאפשרת לכל חוקר להשלים באופן שיטתי ניסוי כימוטקסיס חיידקי תוך 1-2 ימים. הפרוטוקול יכול להיחשב כמשאב בעל ערך להבנת אינטראקציות בין חיידקים צמחיים.
Chemotaxis חשוב להתיישבות של ריזובקטריאל קידום צמיחה צמחית (PGPR) על שורשים ולהבנת אינטראקציות בין צמחים למיקרואורגניזמים1. סוג של תרכובות משקל מולקולרי נמוך (כימותרפיה) ב exudates שורש הצמח לגרום לתנועה כימוטקטית של PGPR כדי rhizosphere2. חומצה מאלית, חומצת לימון, ורכיבים אחרים exudates השורש לעורר chemotaxis של זני Bacillus3. לדוגמה, גלוקוז, חומצת לימון וחומצה פומרית באקסודות שורש תירס מגייסים חיידקים למשטח השורש4. D-גלקטוז, אשר נגזר exudates שורש, גורם כימוטקסיס של Bacillus velezensis SQR95. חומצות אורגניות, כולל פומראט, חומצה מאלית, ותמציתיות, משפיעות על כימוטקסיס והתיישבות של PGPR שונים במערכת הקג'אן - Zea mays intercropping6. חומצה אולאנולית באקסודטים שורש אורז, משמשת ככימותרפיה לזן FP357. אקסודטים צמחיים אחרים (כולל היסטידין, ארגינין ואספרטאט) יכולים למלא תפקיד מכריע בתגובה הכימית של חיידקים8. אקסודטים צמחיים מתפקדים כאות לכוון את תנועת החיידקים, שהיא הצעד הראשון במהלך קולוניזציה של ריזוספירה. קולוניזציה צמחית על ידי PGPR היא תהליך של רלוונטיות עצומה, כמו PGPR מועילים עבור המארח הצמח.
שיטות רבות שימשו לניתוח כימוטקסיס חיידקי. שיטת צלחת השחייה היא אחת השיטות שתוארו בעבר9. בשיטה זו, הצלחות נעשו עם מדיום חצי-סוליד. חיץ כימוטקטי המכיל אגר (1.0%, w/v) נוסף ללוח. החיץ מחומם, ולאחר מכן מעורבב עם chemoattractant. לאחר מכן, 8 μL של השעיית חיידקים נוספה dropwise לאמצע הצלחת ואת הצלחת הונחה באינקובטור ב 28 °C (60 °F). הצלחת נצפתה באופן קבוע וצולמה. עם זאת, המחזור הניסיוני של שיטת צלחת השחייה היה ארוך מאוד. בשיטה דמוית נימי10, קצה פיפטה משמש כתא להחזקת 100 μL של השעיה חיידקית. מחט מזרק 1 מ"ל שימשה כנימים. מחט מזרק המכילה כימותרפיה עם שיפועי ריכוז שונים הוכנסה לתוך קצה פיפטה 100 μL. לאחר הדגירה בטמפרטורת החדר במשך 3 שעות, מחט המזרק הוסרה, התוכן היה מדולל מצופה על המדיום. הצטברות החיידקים במזרק יוצגה על ידי יחידות יוצרות מושבה (CFUs) בלוחות. עם זאת, השגיאה הניסיונית בתוך שכפולים עבור השיטה דמוית נימי היה גדול. שיטה אחרת השתמשה במכשיר SlipChip מיקרופלוידי11. בקצרה, פתרון אלבומין סרום בקר (BSA) הוזרק לכל הערוצים והוסר באמצעות ואקום. הפתרונות המכילים כימותרפיה שונים (ריכוז של 1 מ"מ לגילוי איכותי בלבד), תאי חיידקים המושעים מלוחים חוצצי פוספט ומאגר מלוחים עם מאגר פוספט (בקרה שלילית) נוספו למיקרווולים העליונים, האמצעיים והתחתונים, בהתאמה. הדגירה בוצעה אז בסביבה חשוכה בטמפרטורת החדר במשך 30 דקות. תאי החיידקים התגלו אז במיקרווולים. מכשיר SlipChip המיקרופלוידי, לעומת זאת, היה יקר. לכן, לכל אחת מהשיטות שתוארו לעיל היו יתרונות וחסרונות.
הקמנו בדיקת כימוטקסי משופרת לזיהוי מהיר של כימותרפיה rhizobacterial ב exudates שורש באמצעות שקופיות זכוכית סטריליות ללא צעדים מסובכים. במחקר זה, באמצעות השוואות מרובות של תוצאות ניסיוניות, השיטה התגברה על חסרונות מרובים של שיטות כימוטקסיס חיידקיות מסורתיות. השיטה הפחיתה את השגיאה של ספירת הלוחות וקיצרה את מחזור הניסוי. לכן, אם נעשה שימוש כדי לזהות חומר כימותרפי, שיטה חדשה זו יכולה לחסוך 2-3 ימים ולהפחית את העלות של חומרים ניסיוניים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. חומרים וציוד
הערה: Bacillus altitudinis LZP02 (CP075052) היה מבודד מן הריזוספירה של אורז בצפון מזרח סין12,13 למחקר זה.
2. אוסף אקסודטים שורשיים
3. ניתוח ספקטרומטריית כרומטוגרפיה-מסה נוזלית של אקסודטים שורשיים
4. בדיקת כימוטקסיס
5. ניתוח תוצאות

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בסך הכל זוהו 584 ו-937 מטבוליטים ידועים במדדי היונים החיוביים והשליליים, בהתאמה. מחקרים קודמים הראו כי כימותרפיה הם בדרך כלל חומצות אורגניות, חומצות אמינו, ופחמימות17,18.
במחקר זה, 16 סוגים של כימותרפיה ממחקרי LC-MS ב exudates ריזוספירה אורז נבחרו לניסויים הבאים (טבלה 1). באמצעות שיטת צלחת השחייה, בדקנו את תרכובות המשקל המולקולרי הנמוך המופרשות על ידי השורש למושך של B. altitudinis LZP02 rhizospheric. כדי להשוו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקרים הולכים וגוברים מצביעים על כך שאינטראקציות בין חיידקים צמחיים מתרחשות בעיקר בריזוספירה ומושפעות מאקסודטים שורשיים20,21,22,23,24. אקסודטים שורש צמח כוללים מגוון רחב של מטבוליטים ראשוניים, כולל חומצות פנוליות, חומצות אורגניות וחומצות אמינו, כמו גם תרכובות משניות מורכבות יותר25,26,27.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס '31870493), פרויקטי המחקר והפיתוח העיקריים בהיילונגג'יאנג, סין (GA21B007), ודמי המחקר הבסיסיים של אוניברסיטאות במחוז היילונגג'יאנג, סין (מס '135409103).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 2,5-חומצה דיהידרוקסיבנזואית | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 490-79-9 | |
| אצטוניטריל | CNW Technologies | 75-05-8 | |
| אמוניום אצטט | CNW Technologies | 631-61-8 | |
| חומצה קפאית | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 331-39-5 | |
| צנטריפוגה | תרמו פישר מדעי | Heraeus Fresco17 | |
| חומצת לימון | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 77-92-9 | |
| ספסל נקי | שנחאי Boxun Industrial Co., Ltd. | BJ-CD | |
| חומצה פרולית | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 1135-24-6 | |
| חומצה פורמית | CNW Technologies | 64-18-6 | |
| פרוקטוז | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 57-48-7 | |
| גלקטוז | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 59-23-4 | |
| גליצין | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 56-40-6 | |
| טחנת טחינה | שנחאי Jingxin פיתוח תעשייתי ושות', בע"מ | JXFSTPRP-24 | |
| Histidine | Beijing InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 71-00-1 | |
| תקן פנימי: 2-כלורו-L-פנילאלנין | שנחאי Hengbai Biotech C., Ltd. | 103616-89-3 | |
| לאוצין | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 61-90-5 | |
| חומצה מאלית | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 6915-15-7 | |
| מנוז | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 3458-28-4 | |
| ספקטרומטר מסה | תרמו פישר מדעי | Q פוקוס | |
| מתנול | CNW טכנולוגיות | 67-56-1 | |
| מיקרוסקופ אופטי | אולימפוס | BX43 | |
| פנילאלנין | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 63-91-2 | |
| פרולין | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 147-85-3 | |
| קשקשים | Sartorius | BSA124S-CW | |
| סרין | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 56-45-1 | |
| תראונין | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | 72-19-5 | |
| UHPLC | Agilent | 1290 UHPLC | |
| מכשיר אולטרסאונד | שנזן Leidebang Electronics Co., Ltd. | PS-60AL | |
| ולין | בייג'ינג InnoChem מדע & טכנולוגיה C., Ltd. | ברקוד 7004-03-7 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.