Smut funghi causano molte malattie devastanti agricoli. Sono dispersi come teliospores dormienti che germinano in risposta a stimoli ambientali. Descriviamo due metodi per studiare i cambiamenti molecolari durante la germinazione: aumento di respirazione per rilevare l'attivazione metabolica di misurazione e valutazione cambiando eventi molecolari isolando teliospores alle fasi morfologiche distinte.
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Articolo metodologico
Indagando Teliospore germinazione utilizzando analisi Microrespiration e Microdissection
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
Smut funghi sono gli agenti eziologici di parecchie malattie devastanti agricoli. Sono caratterizzati dalla produzione di teliospores, che sono agenti di dispersione dalle pareti spesse. Teliospores possono rimanere latenti per decenni. La dormienza è caratterizzata da tassi metabolici bassi, in pausa biosintesi macromolecolari e notevolmente ha ridotto i livelli di respirazione. Alla ricezione di segnali ambientali richiesti, teliospores germinare per produrre cellule aploidi, che possono avviare nuovi cicli di infezione. Germinazione di teliospore è caratterizzata dalla ripresa delle biosintesi macromolecolari, respiratorio aumentato e drammatici cambiamenti morfologici. Al fine di misurare con precisione i cambiamenti nella respirazione cellulare durante le prime fasi di germinazione, abbiamo sviluppato un semplice protocollo che impiegano un respirometro Clark-tipo. Le successive fasi di germinazione si distinguono per specifici cambiamenti morfologici, ma la germinazione è asincrona. Abbiamo sviluppato una tecnica di microdissezione che permetta di raccogliere teliospores in fasi distinte di germinazione.
Introduzione
I funghi di fuliggine (Ustilaginales) consistono di oltre 1.600 specie che infettano erbe tra cui l'importante cereali di mais, orzo e grano, causando miliardi di dollari in perdite di raccolto ogni anno1. Questi funghi sono caratterizzati dalla produzione di teliospores, che hanno la pelle scura delle pareti cellulari e sono gli agenti di dispersione. Teliospores funzione per proteggere il materiale genetico durante le sollecitazioni di dispersione tra piante ospiti e può persistere in uno stato dormiente per anni2. Come tale, teliospores sono una componente essenziale della diffusione della malattia.
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Protocollo
1. corn Cob infezione
- Zea mays (c.v. Golden Bantam) di crescere fino a quando le pannocchie sono formate e hanno iniziato a seta (circa 60 giorni).
- Cultura compatibile aploide U. maydis ceppi utilizzando protocolli standard come precedentemente descritto7.
- Infettare le pannocchie di mais utilizzando protocolli standard come descritto in precedenza7.
2. teliospore raccolta
- Impianti di autoclave (Büchner imbuti, boccette di Büchner, frullatori, bottiglie da 250 mL centrifuga, spatole piatte e acqua) utilizzando uno standard secco ci....
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Risultati
Usando il metodo di base di microrespirometer di Clark-tipo misurare i cambiamenti nella respirazione durante teliospore dormienza e germinazione, abbiamo confermato che dormiente teliospores presentano un basso livello di respirazione (~ 1.075 µmol/h/mg) rispetto alla germinazione teliospores (~ 2.614 µmol/h/mg; Figura 1A). Questo rappresenta un cambiamento di ~2.4-fold in media tasso di respirazione tra teliospores dormienti e teliospores che sono stati spi.......
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Discussione
Fitopatogeni basidiomicete biotrophic causano ogni anno miliardi di dollari in perdite di raccolto. La stragrande maggioranza di questi patogeni produce teliospores che sono parte integrante della dispersione fungine e riproduzione sessuale. Acquisire conoscenze dello sviluppo e germinazione di teliospores è fondamentale per comprendere la diffusione delle malattie devastanti causati da questi funghi. Al fine di identificare alterazioni molecolari nei punti chiave di controllo abbiamo messo a punto un metodo per identifi.......
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Dichiarazioni
Gli autori hanno nessun concorrenti interessi finanziari o altri conflitti di interesse di rivelare.
Ringraziamenti
Vorremmo ringraziare il Dr. Paul Frost per uso di sua microrespirometer e Nicole Wagner e Alex Bell per assistenza tecnica. Quest'opera è stata finanziata da una sovvenzione NSERC a B.J.S.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Solfato di streptomicina | BioShop | STP101 | |
| Solfato di kanamicina | BioShop | KAN201 | |
| Brodo di destrosio di patate | BD Difco | 254920 | |
| 1 L Waring Frullatore da laboratorio | Waring | 7011S | |
| Garza | VWR | 470150-438 | |
| Essiccatore in polipropilene Nalgene con rubinetto | ThermoFisher Scientific | 5310-0250 | |
| Sistema di microrespirazione Unisense | |||
| Sensore di microrespirazione (O2) | Unisense | OX10 | |
| Amplificatore per microoptodi | Unisense | N/A | |
| MR-CH Sensore Unisense | MR-Ch | ||
| piccoloTraccia la frequenza Software | Unisense | N/A | |
| Rack per MicroRespirazione | Unisense | MR2-Rack | |
| Agitatore per MicroRespirazione | Unisense | MR2-Co | |
| Sistema di microdissezione | |||
| Axio Vert.A1 Microscopio a luce invertita | Zeiss | ||
| Manipolatore grossolano | Narishige | MMN-1 | |
| Joystick sospeso a tre assi Olio Idraulico Micromanipolatore | Narishige | MMO-202ND | |
| Microiniettore pneumatico | Narishige | IM-11-2 | |
| TransferTip (ES) | Eppendorf | 5175107004 |
Riferimenti
- Saville, B. J., Donaldson, M. E., Doyle, C. E. Meiosis - Molecular Mechanisms and Cytogenetic Diversity. Swan, A. , InTech. 411-460 (2012).
- Christensen, J. J. Monograph Number 2. , The American Phytopathological Society. Worcester, MA. (1963).
- Caltrider, P. D., Gottlieb, D. Respiratory activity and enzymes for glucose catabolism in fungal spores. Phytopathology. 53, 1021-1030 (1963).
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Ristampe e permessi
