Viene descritto l'uso di un metodo di iniezione dell'ago per inoculare il mais e le piante teosinte con l'agente patogeno biotrofico Ustilago maydis. Il metodo di inoculazione dell'iniezione dell'ago facilita la somministrazione controllata dell'agente patogeno fungino tra le foglie della pianta in cui l'agente patogeno entra nella pianta attraverso la formazione di appresoria. Questo metodo è altamente efficiente, consentendo inoculazioni riproducibili con U. maydis.
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Articolo metodologico
Un metodo rapido ed efficiente per valutare la patogenicità dei maydis di Ustilago sulle linee di mais e teosinte
In questo articolo
Sommario
Abstract
Il mais è una delle principali colture cerealicole in tutto il mondo. Tuttavia, la suscettibilità agli agenti patogeni biotrofici è il vincolo primario per aumentare la produttività. U. maydis è un agente patogeno fungino biotrofico e l'agente causale del mais sul mais. Questa malattia è responsabile di perdite di resa significative di circa $ 1,0 miliardi all'anno negli StatiUniti 1 Diversi metodi tra cui la rotazione delle colture, l'applicazione di fungicidi e i trattamenti delle sementi sono attualmente utilizzati per controllare il mal di mais2. Tuttavia, la resistenza dell'ospite è l'unico metodo pratico per gestire il malumore di mais. L'identificazione delle piante coltivate tra cui mais, grano e riso resistenti a vari agenti patogeni biotrofi ha diminuito significativamente le perdite diresa ogni anno 3-5. Pertanto, l'uso di un metodo di inoculazione patogena che fornisca in modo efficiente e riproducibile l'agente patogeno tra le foglie delle piante, faciliterebbe la rapida identificazione delle linee di mais resistenti a U. maydis. Come, un primo passo verso l'identificazione delle linee di mais resistenti a U. maydis, un metodo di inoculazione dell'iniezione di ago e un metodo di screening della reazione di resistenza è stato utilizzato per inoculare le linee di introgressione di mais, teosinte e mais x teosinte con un ceppo di U. maydis e per selezionare piante resistenti.
Le linee di introgressione di mais, teosinte e mais x teosinte, costituite da circa 700 piante, sono state piantate, inoculate con un ceppo di U. maydise vengono schernite per la resistenza. I metodi di inoculazione e screening hanno identificato con successo tre linee di teosinte resistenti a U. maydis. Qui viene presentato un protocollo dettagliato di inoculazione dell'iniezione di ago e screening della reazione di resistenza per le linee di introgressione di mais, teosinte e mais x teosinte. Questo studio dimostra che l'inoculazione dell'iniezione di aghi è uno strumento inestimabile in agricoltura in grado di fornire efficacemente U. maydis tra le foglie delle piante e ha fornito linee vegetali resistenti a U. maydis che ora possono essere combinate e testate nei programmi di allevamento per una migliore resistenza alle malattie.
Introduzione
Le malattie fungine delle piante rappresentano una delle minacce più eminenti per l'agricoltura. La necessità di sviluppare colture con una migliore resistenza alle malattie è in aumento a causa del fabbisogno alimentare di una popolazione mondiale in crescita. Gli agenti patogeni vegetali infettano naturalmente le piante coltivate sul campo causando malattie che hanno un impatto negativo sulla resa dellecolture 6. È stato dimostrato che identificare e utilizzare piante resistenti può migliorare la resistenza e ridurre la perdita di resa. Cultivar resistenti sono state identificate in molte specie vegetali tra cui mais, grano, riso e sorgo inoculando le pia....
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Protocollo
1. Crescita del materiale vegetale
- Selezionare le linee dell'impianto per l'inoculazione e lo screening. Per questo lavoro sono state utilizzate due linee di granturco, cinque linee di teosinte e quaranta linee di mais x teosinte con resistenza insolita agli U. maydis (tabella 1).
- Semi vegetali per esperimenti sperimentali(iniezione di U. maydis) e controllo (iniezione d'acqua) di inoculazione dell'ago. Eseguire questa questa cosa per ogni linea di piante.
- Piantare quattro semi (replicati) per ogni linea vegetale in piccoli appartamenti spingendo i semi di circa 1/2 pollice nel terreno con il dito e copr....
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Risultati
Un'inoculazione riuscita dell'iniezione di ago può essere determinata visualizzando il fenotipo delle piante inoculate con U. maydis (sperimentale). La maggior parte delle piante sperimentali erano suscettibili all'infezione da U. maydis. Le piante sensibili hanno mostrato uno sviluppo di malattie molto grave dimostrato dalla formazione di staminali e galle basali con teliospore nere(figure 3D e 3E, tabella 2). Diverse piante erano morte dopo l'inocula.......
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Discussione
In questo studio il metodo di inoculazione dell'iniezione di ago utilizzato per fornire un ceppo di U. maydis nel gambo di 700 piante di mais e teosinte ha avuto successo. Inoltre, è stata utilizzata una scala di valutazione della resistenza alle malattie rivista per migliorare le piante e rilevare lo sviluppo di agenti patogeni. Come risultato dell'utilizzo di entrambi i metodi, le linee vegetali resistenti agli U. maydis sono state identificate tra 700 piante di mais e teosinte che ora possono essere .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Ringraziamo il Dott. Emir Islamovic per l'assistenza in laboratorio e in serra. Ringraziamo anche il Dr. Sherry Flint-Garcia per aver fornito le linee di introgressione mais x teosinte.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Sementi per piante | Raccolte da incroci originali | ||
| Camera di crescita | Conviron | PGR14 REACH-IN | |
| Piantagione di appartamenti | Hummert International | 14-3385-2 | |
| Terreno (3 parti di corteccia di pino; 1 parte di muschio di torba con perlite) | Hummert International | 10-1059-2 | |
| Cappa a flusso laminare | Lab Conoco | 70875372 | |
| Stock di glicerolo di patogeni (U. maydis) o patogeni fungini di interesse | Gli stock sono stati coltivati da colture originali | ||
| Ciclo sterile | Fisher Scientific | S17356A | |
| Piastre di agar destrosio di patate (PDA) | Scientific | R454311 | |
| Incubatore impostato a 30 ° C | Fisher Scientific | 11-690-650F | |
| Stuzzicadenti sterili | Walmart | Acquistato da Walmart e sterilizzato in autoclave | |
| Brodo di destrosio di patate (PDB) | Fisher Scientific | ICN1008617 | |
| Incubatore-agitatore impostato a 30 ° C | New Brunswick | 14-278-179 | |
| Spettrofotometro | Fisher Scientific | 4001000 | |
| U. maydis coltura in sospensione cellulare (1 x 106 cellule/ml) | Coltivato da stock di glicerolo come descritto nei metodi | ||
| 3 ml Siringhe | Becton Dickinson | ||
| mm x 1,3 cm Aghi ipodermici | Kendall Brands | 8881250321 |
Riferimenti
- Smith, J. T. Crop fungal resistance developed using genetic engineering and antifungal proteins from viruses. , ISB News. report http://www.isb.vt.edu/news/2011/nov/cropfungalresistance.pdf (2011).
- Sher, A. F., MacNab, A. A. Vegetable d....
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Ristampe e permessi
