Name: חקירת אינטראקציות חיידקיות-פטרייתיות באמצעות עמודות כביש מהיר פטרייתיות בסביבות ומצעים מגוונים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-24T12:40:00.000+00:00
Duration: 5 min 22 s
Description: חקור אינטראקציות חיידקיות-פטרייתיות באמצעות עמודות כביש מהיר פטרייתיות בסביבות מגוונות. פרוטוקול זה מאפשר העשרת זוגות חיידקים-פטריות וחקר דינמיקה אקולוגית במערכות מיקרוביאליות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Or, D., Smets, B. F., Wraith, J. M., Dechesne, A., Friedman, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+constraints+affecting+bacterial+habitats+and+activity+in+unsaturated+porous+media+-+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Water+Resour%22%5BJournal%5D)">Physical constraints affecting bacterial habitats and activity in unsaturated porous media - A review.</a> Adv Water Resour. 30 (6), 1505-1527 (2007).</li>
<li>Kohlmeier, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Taking+the+fungal+highway%3A+Mobilization+of+pollutant-degrading+bacteria+by+fungi%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Taking the fungal highway: Mobilization of pollutant-degrading bacteria by fungi.</a> Environ Sci Technol. 39 (12), 4640-4646 (2005).</li>
<li>Simon, A., Hervé, V., Al-Dourobi, A., Verrecchia, E., Junier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+situ+inventory+of+fungi+and+their+associated+migrating+bacteria+in+forest+soils+using+fungal+highway+columns%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Ecol%22%5BJournal%5D)">An in situ inventory of fungi and their associated migrating bacteria in forest soils using fungal highway columns.</a> FEMS Microbiol Ecol. 93 (1), 217(2017).</li>
<li>Wick, L. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+fungal+hyphae+on+the+access+of+bacteria+to+phenanthrene+in+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Effect of fungal hyphae on the access of bacteria to phenanthrene in soil.</a> Environ Sci Technol. 41 (2), 500-505 (2007).</li>
<li>Bravo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+of+oxalotrophic+bacteria+able+to+disperse+on+fungal+mycelium%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Lett%22%5BJournal%5D)">Isolation of oxalotrophic bacteria able to disperse on fungal mycelium.</a> FEMS Microbiol Lett. 348 (2), 157-166 (2013).</li>
<li>Furuno, S., Remer, R., Chatzinotas, A., Harms, H., Wick, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+mycelia+as+paths+for+the+isolation+of+contaminant-degrading+bacteria+from+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Microb+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Use of mycelia as paths for the isolation of contaminant-degrading bacteria from soil.</a> Microb Biotechnol. 5 (1), 142-148 (2012).</li>
<li>Buffi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fungal+drops%3A+A+novel+approach+for+macro-+and+microscopic+analyses+of+fungal+mycelial+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Microlife%22%5BJournal%5D)">Fungal drops: A novel approach for macro- and microscopic analyses of fungal mycelial growth.</a> Microlife. 4, 042(2023).</li>
<li>Kuhn, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+construction+of+3D+printed+devices+to+investigate+active+and+passive+bacterial+dispersal+on+hydrated+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Biol%22%5BJournal%5D)">Design and construction of 3D printed devices to investigate active and passive bacterial dispersal on hydrated surfaces.</a> BMC Biol. 20 (1), 203(2022).</li>
<li>Junier, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Democratization+of+fungal+highway+columns+as+a+tool+to+investigate+bacteria+associated+with+soil+fungi%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Ecol%22%5BJournal%5D)">Democratization of fungal highway columns as a tool to investigate bacteria associated with soil fungi.</a> FEMS Microbiol Ecol. 97 (2), 003(2021).</li>
<li>Reasoner, D. J., Geldreich, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+medium+for+the+enumeration+and+subculture+of+bacteria+from+potable+water%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">A new medium for the enumeration and subculture of bacteria from potable water.</a> Appl Environ Microbiol. 49 (1), 1-7 (1985).</li>
<li>Bolyen, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducible%2C+interactive%2C+scalable%2C+and+extensible+microbiome+data+science+using+QIIME+2%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Reproducible, interactive, scalable, and extensible microbiome data science using QIIME 2.</a> Nat Biotechnol. 37 (8), 852-857 (2019).</li>
<li>Callahan, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DADA2%3A+High-resolution+sample+inference+from+Illumina+amplicon+data%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">DADA2: High-resolution sample inference from Illumina amplicon data.</a> Nat Methods. 13 (7), 581-583 (2016).</li>
<li>Vázquez-Baeza, Y., Pirrung, M., Gonzalez, A., Knight, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EMPeror%3A+A+tool+for+visualizing+high-throughput+microbial+community+data%5BTitle%5D)+AND+%22Gigascience%22%5BJournal%5D)">EMPeror: A tool for visualizing high-throughput microbial community data.</a> Gigascience. 2 (1), 16(2013).</li>
<li>Li, P. -E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enabling+the+democratization+of+the+genomics+revolution+with+a+fully+integrated+web-based+bioinformatics+platform%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Enabling the democratization of the genomics revolution with a fully integrated web-based bioinformatics platform.</a> Nucleic Acids Res. 45 (1), 67-80 (2017).</li>
<li>Eloe-Fadrosh, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+National+Microbiome+Data+Collaborative+Data+Portal%3A+An+integrated+multi-omics+microbiome+data+resource%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">The National Microbiome Data Collaborative Data Portal: An integrated multi-omics microbiome data resource.</a> Nucleic Acids Res. 50 (1), D828-D836 (2022).</li>
<li>Kans, J. Entrez Direct: E-utilities on the Unix Command Line. Entrez Programming Utilities Help. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK179288/">https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK179288/</a> (2024).</li>
<li>Palmara, G., Frascella, F., Roppolo, I., Chiappone, A., Chiadò, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+3D+printing%3A+Approaches+and+bioapplications%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Functional 3D printing: Approaches and bioapplications.</a> Biosens Bioelectron. 175, 112849(2021).</li>
<li>Guttridge, C., Shannon, A., O'Sullivan, A., O'Sullivan, K. J., O'Sullivan, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocompatible+3D+printing+resins+for+medical+applications%3A+A+review+of+marketed+intended+use%2C+biocompatibility+certification%2C+and+post-processing+guidance%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+3D+Print+Med%22%5BJournal%5D)">Biocompatible 3D printing resins for medical applications: A review of marketed intended use, biocompatibility certification, and post-processing guidance.</a> Ann 3D Print Med. 5, 100044(2022).</li>
<li>Yao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+accuracy+and+precision+of+various+types+of+photo-curing+printing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Conf+Ser%22%5BJournal%5D)">Comparison of accuracy and precision of various types of photo-curing printing technology.</a> J Phys Conf Ser. 1549 (3), 032151(2020).</li>
<li>Basu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+bacterial+and+fungal+growth+media%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformation%22%5BJournal%5D)">Evolution of bacterial and fungal growth media.</a> Bioinformation. 11 (4), 182-184 (2015).</li>
<li>Liu, Y. -X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+guide+to+amplicon+and+metagenomic+analysis+of+microbiome+data%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Cell%22%5BJournal%5D)">A practical guide to amplicon and metagenomic analysis of microbiome data.</a> Protein Cell. 12 (5), 315-330 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>צינורות 50 מ"ל</td><td>גריינר ביו-וואן</td><td>5622-7261</td><td>צינורות 50 מ"ל לביצוע ניסויי עמודים במעבדה</td></tr><tr><td>צלחות פטרי 90 מ"מ</td><td>תרמו סיינטיפיק נונק</td><td>08-757-099</td><td>צלחות פטרי להכנת אגר ולגידול חיידקים</td></tr><tr><td>מדפסת תלת מימד Asiga Freeform Pico Plus 39 לעיבוד אור דיגיטלי (DLP)</td><td>Asiga, גרמניה</td><td>צורה חופשית פיקו פלוס 39</td><td>מדפסת תלת מימד המשמשת ליצירת קבוצות של העמודות; ניתן להשתמש במדפסות תלת מימד אחרות</td></tr><tr><td>אוטוקלאב</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>LS40F20</td><td>חיטוי ספסל לעיקור רכיבי העמודה</td></tr><tr><td></td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>FB100600</td><td>600 מ"ל לשימושים שונים לאורך הפרוטוקול</td></tr><tr><td>שיניים LT שרף שקוף V2</td><td>פורמלאבס</td><td>RS-F2-DLCL-02</td><td>שרף חלופי להדפסת תלת מימד שנבדק</td></tr><tr><td>שרף מדריך כירורגי שיניים</td><td>פורמלאבס</td><td>RS-F2-SGAM-01</td><td>שימש ליצירת הטורים שנדונו בכתב היד; ניתן להשתמש בשרפים רגישים לאור אחרים במקום חומר זה</td></tr><tr><td>צינורות DNA Low Bind 1.5 מ"ל</td><td>אפנדורף</td><td>13-698-791</td><td>צינורות המשמשים לתכשירים שונים כולל מיצוי חומצות גרעין</td></tr><tr><td>חומר משמר מגן DNA/RNA</td><td>זימו מחקר</td><td>R1100-50</td><td>חומר משמר ששימש לפני מיצוי חומצות גרעין</td></tr><tr><td>EDGE ביואינפורמטיקה</td><td>קוד פתוח; פותח על ידי המעבדה הלאומית של לוס אלמוס (LANL)</td><td>לא ישים</td><td>פלטפורמת ביואינפורמטיקה לעיבוד נתוני אמפליקון</td></tr><tr><td>ערכת סיבוב FastDNA לאדמה</td><td>MP Biomedicals LLC</td><td>ברקוד 116560200-CF</td><td>אפשרות לערכת מיצוי DNA לאדמה</td></tr><tr><td>מלקחיים</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>10-300</td><td>מלקחיים הניתנים לעיקור</td></tr><tr><td>שרף שקוף ביומד של Formlabs</td><td>פורמלאבס</td><td>RS-F2-BMCL-01</td><td>שרף חלופי להדפסת תלת מימד שנבדק</td></tr><tr><td>מדפסת תלת מימד Formlabs Form 3B+ סטריאוליתוגרפיה (SLA).</td><td>פורמלאבס</td><td>טופס 3B+</td><td>מדפסת תלת מימד אלטרנטיבית</td></tr><tr><td>שרף Formlabs IBT</td><td>פורמלאבס</td><td>RS-F2-IBCL-01</td><td>שרף חלופי להדפסת תלת מימד שנבדק</td></tr><tr><td>לולאות חיסון</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>22-363-598</td><td>משמש לבידוד/העברת חיידקים</td></tr><tr><td>תמצית מאלט אגר (MEA)</td><td>קריטריון</td><td>89405-654</td><td>סוג מדיה המשמש בעמודות</td></tr><tr><td>סיקוונסר MiSeq + ערכת ריצוף MiSeq</td><td>אילומינה</td><td>SY-410-1003</td><td>יכול להשתמש בסיקוונסרים אחרים</td></tr><tr><td>מרגמה & עלי</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>FB961K; FB961א</td><td>יכול להשתמש בכל טיט נפוץ & עלי הניתן לעיקור בין שימושים</td></tr><tr><td>ערכת הכנה לספריית DNA NEBNext Ultra II עבור Illumina</td><td>מעבדות ביולוגיות של ניו אינגלנד</td><td>E7805S</td><td>ערכת הכנה לספרייה לריצוף מטאגנומי</td></tr><tr><td>ערכת הכנת ספריית DNA Nextera XT (24 דגימות)</td><td>אילומינה</td><td>FC-131-1024</td><td>ערכת הכנה לספרייה לריצוף אמפליקון</td></tr><tr><td>קצה NMDC</td><td>קוד פתוח: פותח על ידי National Microbiome Data Collaborative (NMDC)</td><td>לא ישים</td><td>פלטפורמה ביואינפורמטית לעיבוד נתונים מטאגנומיים</td></tr><tr><td>רשת ניילון</td><td>ספר</td><td>03-25/19</td><td>הרשת המשמשת כחלק מבניית העמודים</td></tr><tr><td>טיפים לפיפטה</td><td>ריינין</td><td>30807966</td><td>יכול להשתמש בקצות פיפטה מעוקרות רבות ושונות לשלבי הפרוטוקול</td></tr><tr><td>אגר דקסטרוז תפוחי אדמה</td><td>קול פארמר</td><td>EW-14200-28</td><td>סוג מדיה המשמש בעמודות</td></tr><tr><td>QIIME2</td><td>קוד פתוח</td><td>לא ישים</td><td>תוכנה לעיבוד נתוני אמפליקון</td></tr><tr><td>ערכת בדיקת Qubit dsDNA HS</td><td>תרמו פישר סיינטיפיק</td><td>שאלה 32851</td><td>משמש לכימות DNA לאחר מיצוי</td></tr><tr><td>פלואורומטר קיוביט</td><td>תרמו פישר סיינטיפיק</td><td>שאלה 33238</td><td>משמש לכימות DNA לאחר מיצוי</td></tr><tr><td>ערכת מיני-הכנה לפטריות/חיידקים של Quick-DNA</td><td>זימו מחקר</td><td>D6005</td><td>אפשרות ערכת מיצוי DNA שעובדת גם עם חיידקים וגם עם פטריות</td></tr><tr><td>R2A אגר</td><td>BD דיפקו</td><td>218263</td><td>סוג מדיה המשמש בעמודות (מדיה חיידקית)</td></tr><tr><td>מתלה לצינורות של 50 מ"ל</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>03-448-11</td><td>מתלה להחזקת צינורות 50 מ"ל זקופים</td></tr><tr><td>מספריים</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>12-000-155</td><td>מספריים מדויקים עדינים הניתנים לעיקור</td></tr><tr><td>נתרן קרבוקסימתיל תאית בינוני</td><td>אולדריץ'</td><td>419273-100 גרם</td><td>סוג מדיה המשמש בעמודות</td></tr><tr><td>תוכנת SolidWorks CAD</td><td>סולידוורקס</td><td>לא ישים</td><td>תוכנה המשמשת לעיצוב העמודות</td></tr><tr><td>כף כף</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>S41701</td><td>כדי ליצור שקע במצע לפני הוספת העמודה</td></tr><tr><td>מים מזוקקים ללא DNase/RNase UltraPure</td><td>Invitrogen: ThermoFisher Scientific</td><td>10977015</td><td>מים לאמבטיית המים האולטרה-סוניקטור</td></tr><tr><td>אולטרסאונד</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>FB-11201</td><td>אולטרסאונד לניקוי העמודים</td></tr></tbody></table>

חקירת אינטראקציות חיידקיות-פטרייתיות באמצעות עמודות כביש מהיר פטרייתיות בסביבות ומצעים מגוונים

Investigating Bacterial-Fungal Interactions using Fungal Highway Columns in Diverse Environments and Substrates

עמוד הכביש המהיר הפטרייתי המורכב במלואו הוא באורך של כ-5 ס"מ (איור 1). אין לשבור את העמוד בשום אזור, והכובעים וטבעת ההברגה צריכים להתאים זה לזה בקלות ובחוזקה כדי ליצור מיקרו-סביבות בתוך העמודה. רשת המסנן יכולה להתרחב מעבר לטבעת ההברגה (כפי שמוצג באיור 1 ובאיור 2), או שניתן לקצץ אותה במספריים מעוקרים. תקעי האגר צריכים להתאים היטב בכל קצה העמוד. כאשר מכניסים אותה למצע, רשת המסנן צריכה לבוא במגע עם המצע, ואין לקבור את העמוד לחלוטין.
עמודות נבדקו בעבר בזבל סוסים9. העמודים הוצבו גם באדמה בתפזורת ובאדמת ריזוספרה באתר שדה מחקר, כמו גם בכמויות קטנות של אדמה בצינורות של 50 מ"ל במעבדה (איור 3). לאחר שעמודי הכביש המהיר הפטרייתיים הוסרו מהמצע ופורקו, גידול מיקרוביאלי נראה גם על הפיתיון וגם על תקעי מדיית המטרה (דוגמאות מוצגות באיור 4A). חיידקים ופטריות בודדו מאמצעי מטרה ופיתיון באמצעות טכניקות תת-תרבות (איור 4B), והמיקרובים שהיו על תקעי המדיה זוהו טקסונומית באמצעות ריצוף אמפליקונים (איור 4C,D). איור 4C,D מתאר את התוצאות המשולבות של ריצוף האמפליקון על פני ניסויים מרובים, ומראה אילו חיידקים הצליחו להגיע לתקע המדיה היעד מעמודות שנוספו לגללי סוסים9. הדמיות של נתוני חיידקים ופטריות אלה נוצרו כמתואר בשלב 17. התוצאות עשויות להיות מוצגות גם כשפע יחסי של טקסונים.
תוצאות לא אופטימליות הושגו במקרים שבהם העמודות נוספו לסביבות לחות נמוכות במיוחד, ותקעי המדיה התייבשו לחלוטין תוך ימים ספורים, מה שהוביל לאי התאוששות של מיקרובים מושבים (איור 5A). ראינו גם מקרים שבהם מיקרובים פשוט לא גדלים מתקע מדיית היעד (איור 5B), ומקרים שבהם איננו משחזרים מספיק נתוני ריצוף מתקע מדיית היעד לניתוחים משמעותיים. מקרים אחרים שבהם פטריות צומחות יתר על המידה מתוך העמודות גרמו גם לצורך לבצע מחדש את הניסויים (איור 5C).
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66989/66989fig03.jpg"> 
איור 3: דוגמאות לעמודות שהוצבו בדגימות סביבתיות בסביבות מעבדה ובשטח. (A) עמודה הממוקמת בתוך שפופרת של 50 מ"ל עם אדמה לחה בסביבת מעבדה. מוצג גם עם סרגל לקנה מידה. (ב) עמוד שהונח באדמה בשדה. (C) עמודה שמונחת ברשת השורשים של צמח בשדה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66989/66989fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66989/66989fig04.jpg"> 
איור 4: תוצאות מייצגות מניסויי עמודות מוצלחים. (A) דוגמאות של תקעי מדיה מושבים שחולצו מעמודות. (B) דוגמאות לבודדים פטרייתיים שעברו תת-תרבית מאמצעי המטרה. המצע היה אדמה. רצף ITS עליון NCBI BLAST זהות משמאל לימין: Rhizopus azygosporous, Aspergillus novofumigatus, Curvularia subpapendorfii ו-Phaeomycocentrospora cantuariensis. (C,D) קלדוגרמות מעגליות המציגות את המגוון הפילוגנטי של (C) רצפי ITS פטרייתיים ו-(D) חיידקים 16S שהתאוששו מאמצעי המטרה לאחר ניסויים מרובים בכביש מהיר פטרייתי באמצעות גללי סוסים. החתכים צבועים ומסומנים לפי פילום, כאשר צמתי קצה מייצגים סוגים ייחודיים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66989/66989fig04large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66989/66989fig05.jpg"> 
איור 5. תוצאות לא אופטימליות מניסויי עמודות. (A) דוגמה לתקע מדיה מיובש הנובע מתנאי סביבה של לחות נמוכה. (B) דוגמה לחוסר גידול מיקרוביאלי מתקע מדיה עמודתי. (C) דוגמה לצמיחת יתר של הפטרייה דרך החלק העליון (מדיום המטרה) של העמודה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66989/66989fig05large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

Bacterial-fungal interactions (BFIs) play an integral role in shaping microbial community composition, biogeochemical functions, spatial dynamics, and ...

[קריין] מחקר זה מתמקד באינטראקציות פטרייתיות חיידקיות כדי להבין כיצד המיקרובים האלה יכולים להשפיע זה על התנהגויות של זה. עבודה זו חוקרת חיידקים המשתמשים בהיפיה פטרייתית להובלה. השגת תובנה לגבי אינטראקציות אלה מאפשרת לחקור מיקרוביום מורכב בסביבות כמו אדמה. בדיקות של הובלת חיידקים לאורך קורים נעשו באופן מסורתי על צלחות פטרי מותאמות, אך ההתקדמות האחרונה בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד אפשרה תכנון וייצור של מכשירים שיכולים לחקות טוב יותר את התנאים המקוריים לאינטראקציה של חיידקים אלה. עמודי הכביש המהיר הפטרייתיים הללו שימשו בהצלחה באדמה, ריזוספרות ואוכלי עשב שנעשו בסביבות בשתי יבשות. מכשירים אלה עשויים לשמש גם ככלי הוראה יעילים או להיות מיושמים על ידי קבוצות מחקר אחרות כדי להרחיב את הידע הקולקטיבי על אינטראקציות פטרייתיות חיידקיות. כדי להתחיל, שפכו מדיה מבוססת מקדחה מעוקרת לצלחות פטרי של 90 מילימטר עד שהמקדחה קרובה לחלק העליון של דפנות צלחות הפטרי. לאחר מכן, הנח קצה אחד של עמוד כביש מהיר פטרייתי על אחת מלוחות המדיה המוצקים. הרם את העמוד מהמדיה בתנועה מעוותת כך שהמקדחה תישאר בקצה העמודה ותיצור תקע מדיה. הוסף את המכסה הקטן מעל הקצה עם תקע המדיה כדי לשמור על מיקרו-סביבה סטרילית עבור מדיית היעד. הפוך את העמודה וצור תקע מדיה לקצה השני. בעזרת מספריים מעוקרים חותכים חתיכה עגולה של רשת ניילון חיטוי בקוטר שני סנטימטרים. הניחו את הרשת מעל הקצה החשוף של העמוד. סובב את טבעת ההברגה על קצה אמצעי הפיתיון של העמוד תוך אבטחת הרשת בתוך החוטים. כעת, הניחו כובע גדול בתחתית העמוד מעל הרשת והקצה השני של טבעת ההברגה. הקימו מיקרוקוסמוס של אדמת מעבדה. הסר את הכובע הגדול מתחתית העמוד כדי לחשוף את טבעת ההברגה והרשת. הוסף את העמוד למיקרוקוסמוס האדמה כך שכל החלק התחתון יהיה בתוך האדמה. הסר את העמודה לאחר שהיא הייתה במגע עם המצע למשך הזמן הרצוי. נער בזהירות את כל המצע העודף והחזר את המכסה הגדול בחזרה לתחתית העמודה מתחת לרשת. הניחו את העמוד בצינור של 50 מיליליטר להובלה. העבר את העמוד לסביבה סטרילית כמו ארון בטיחות ביולוגי. הסר את המכסה הגדול של אמצעי הפיתיון, את טבעת ההברגה ואת הרשת. לאחר מכן הסר את המכסה הקטן מקצה העמודה המכיל את מדיום היעד. השתמש במלקחיים מעוקרים כדי לחלץ את התקע. העבר את תקע מדיית היעד ישירות למרכז צלחת פטרי בגודל 90 מילימטר המכילה מדיום מקדחה. כדי לחלץ DNA, הקפיאו תחילה את כל פקקי המקדחה או את החלקים שנבחרו מהעמודים בצינורות צנטריפוגה של 1.5 מיליליטר במינוס 20 מעלות צלזיוס. לחלופין, טבלו את חלקי התקע בחומר משמר הכלול בצינור צנטריפוגה של 1.5 מיליליטר לפני החילוץ. חצוב חתיכת מקדחה של סנטימטר אחד המכילה צמיחה מיקרוביאלית מהמטרה המתורבתת או מאמצעי הפיתיון. למיצוי מושבות חיידקים מבודדות, השתמש בלולאת חיסון סטרילית כדי להחליק מושבה מהצלחת. סובב את הלולאה ישירות במאגר מיצוי ה-DNA הזמין מסחרית. למיצוי פטריות מבודדות, השתמש במכתש ועלי כדי לטחון את חתיכות המקדחה בנפרד בחנקן נוזלי. העבירו את דגימות הקרקע לצינורות מיצוי. באמצעות ערכת מיצוי DNA מסחרית המותאמת לחיידקים ופטריות, חלץ את ה-DNA. לאחר מכן השתמש בפלואוריומטר כדי לכמת את ה-DNA שהתקבל. צמיחה מיקרוביאלית נראתה הן על הפיתיון והן על תקעי אמצעי המטרה לאחר שעמודי הכביש המהיר הפטרייתיים הוסרו מהמצע ופורקו. חיידקים ופטריות בודדו מהמטרה ומאמצעי הפיתיון באמצעות טכניקות תת-תרבויות. החיידקים הנמצאים על תקעי המדיה זוהו טקסונומית. לא נמצאה התאוששות של חיידקים מושבים כאשר העמודות נוספו לסביבות לחות נמוכות במיוחד. במקרים מסוימים, חיידקים פשוט לא צמחו מתקע המדיה היעד או שצמיחת יתר של פטריות נראתה דרך העמודה העליונה.

investigating-bacterial-fungal-interactions-using-fungal-highway

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

מקור: Schlafer, S, ו-Frost Kristensen, M. ניטור pH חוץ-תאי בביופילמים חוצי-ממלכה באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית. J. Vis. Exp. (2020)סרטון זה מדגים את גידול הביופילמים החוצי-ממלכותיים של Streptococcus mutans ו-Candida albicans בתנאים דמויי פה כדי למודל אינטראקציות חיידקיות–פטריות, ומאפשר חקר סינרגיה מיקרוביאלית, הידבקות מתווכת גלוקן ואלימות חומצית בפתוגנזה הפה.

הקמת ביופילמים חיידקיים-פטרייתיים חוצי ממלכה לחקר פתוגנזה אורלית

מקור: מיקל גואנוק, ס., ואחרים. שיטה חדשה לניתוח איכותי רב-קנה מידה של ביופילמים חיידקיים על מושבות פטריות סיביות באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית ואלקטרונית. J. Vis. Exp. (2017)סרטון זה מדגים את הכנת תרבית פטרייה על ממברנות צלופן מטופלות לתמיכה ביצירת מושבות וצמיחה רדיאלית. לאחר מכן הוא מציג את גידול והכנת תאי חיידק בקרקע לצורך בדיקות אינטראקציה. לבסוף, הוא ממחיש כיצד תאי חיידק נדבקים למושבה הפטרייתית ויוצרים ביופילם, מה שמאפשר חקר אינטראקציות בין חיידקים לפטרייה.

הקמת קו-קולטורה פטרייתיית-חיידקית ליצירת ביופילם

סרטון זה מתאר שיטה לגידול וניתוח איכותי של ביופילמים חיידקיים על קורים פטרייתיים באמצעות מיקרוסקופיה. ביופילמים חיידקיים נוצרים לעתים קרובות על משטחים פטרייתיים וכוללים תהליכי אינטראקציה חיידקיים-פטרייתיים רבים, כגון שיתוף פעולה מטבולי, תחרות או טריפה.

שיטה להכנת דגימות כדי לדמיין חיידקים יוצרי ביופילם על קורים פטרייתיים

חיידקים מייצרים תרכובות מופרשות שיש לו את הפוטנציאל להשפיע על הפיסיולוגיה של חיידקי השכנים שלהם. כאן אנו מתארים מסך coculture המאפשר זיהוי של אינטראקציות כאלה interspecies תיווך כימי על ידי ערבוב של חיידקים אדמה עם זני כתב תעתיק ניאון של Bacillus subtilis על תקשורת מוצקה.

שימוש Coculture לזהות אינטראקציות interspecies המתווכת כימית

פרוטוקול זה מתאר שיטה חדשה לגדול ואיכותי לנתח biofilms חיידקים על עובש פטרייתי על ידי מיקרוסקופ confocal אלקטרונים.

שיטה חדשה לניתוח איכותי רב היקף של Biofilms חיידקית על פילמנטיות פטרייתיים המושבות Confocal שימוש במיקרוסקופ אלקטרונים

רוב הצמחים בתוך קהילות סביר מחוברים על ידי arbuscular mycorrhizal (AM) פטריות, אך גישור של אינטראקציות צמח על ידם נחקר בעיקר על ידי גידול צמחים עם לעומת ללא mycorrhizas. אנו מציגים שיטה לתמרן רשתות mycorrhizal נפוץ בין צמחים mycorrhizal לחקור את ההשלכות שלהם עבור אינטראקציות צמח.

החקירה של אינטראקציות צמח ברשתות Mycorrhizal נפוצות באמצעות ליבות מסובב

האינטראקציה עם התרבות המשותף המוצגת בפרוטוקול זה היא זולה, תפוקה גבוהה ופשוטה. ניתן להשתמש בתנאים אלה כדי להתבונן באינטראקציות מיקרוביאלית בתרבות המשותף, לזהות דפוסי אינטראקציה, ולאפיין את הפוטנציאל המעונה של מאמץ מחיידקים של התעניינות במחלות אנושיות וסביבתיות.

התפוקה הגבוהה-שיתוף תרבות החברה לחקירת אינטראקציות מחיידקים

כאן אנו מציגים פרוטוקול לבדיקת המגוון הביולוגי בקרקע כדי לחפש זנים פטרייתיים המעורבים בפירוק של חומרים סרבנים. ראשית, זנים פטרייתיים המסוגלים לגדול על חומצות הומיות או ליגנוצלולוז מבודדים. פעילותם נבדקת לאחר מכן הן במבחנים אנזימטיים והן במזהמים כגון פחמימנים ופלסטיק.

בידוד וסינון מהמגוון הביולוגי בקרקע עבור פטריות המעורבות בהתדרדרות של חומרים סרבנים

פרוטוקול זה נועד לספק נהלים מפורטים לאיסוף, תיקון ותחזוקה של דגימות צמחים מיקוהטרוטרופיים, תוך יישום טכניקות מיקרוסקופיה שונות כגון מיקרוסקופיית אלקטרונים סורקת והולכה, מיקרוסקופיית אור, קונפוקלית ופלואורסצנטית כדי לחקור התיישבות פטרייתית ברקמות צמחים ובזרעים שנבטו בפטריות מיקוריזאליות.

טכניקות מיקרוסקופיה לפענוח התיישבות פטרייתית ברקמות צמחים מיקוהטרוטרופיים ונביטה סימביוטית של זרעים

בשל האטימות של האדמה, לא ניתן לדמיין בקלות אינטראקציות בין המיקרובים המרכיבים אותה עם רזולוציה תאית. כאן מוצגים שני כלים מיקרופלואידיים, המציעים הזדמנויות חדשות לחקר אינטראקציות פטרייתיות-מיקרוביאליות. המכשירים הם רב-תכליתיים ופשוטים לשימוש, ומאפשרים שליטה מרחבית-טמפורלית גבוהה והדמיה ברזולוציה גבוהה ברמה התאית.

כלים מיקרופלואידיים לחקר אינטראקציות פטרייתיות-מיקרוביאליות ברמה התאית

חקור אינטראקציות חיידקיות-פטרייתיות באמצעות עמודות כביש מהיר פטרייתיות בסביבות מגוונות. פרוטוקול זה מאפשר העשרת זוגות חיידקים-פטריות וחקר דינמיקה אקולוגית במערכות מיקרוביאליות.

חקירת אינטראקציות חיידקיות-פטרייתיות באמצעות עמודות כביש מהיר פטרייתיות בסביבות ומצעים מגוונים

גלה סרטונים נוספים