Name: Studio delle interazioni pianta tutte le comuni reti Mycorrhizal utilizzando core ruotati (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 17 s
Description: Scopri come studiare le interazioni tra piante attraverso le reti micorriziche comuni utilizzando contenitori modificati. Questo metodo permette di esaminare il ruolo ecologico dei funghi simbionti senza escluderli.

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Vorremmo ringraziare i due revisori anonimi per i loro suggerimenti. Ringraziamo anche i numerosi laureandi che hanno contribuito con la costruzione di vasi, microcosmi e fessurati contenitori e che hanno assistito con il mantenimento e la raccolta di esperimenti. Ringraziamo anche North Central College per avvio fondi (JW) e strutture attuali, come pure Ashley Wojciechowski per l'ottenimento di un esperimento utilizzando questi metodi di supporto una sovvenzione North Central College Richter. Parte di questo lavoro è stato finanziato da un National Science Foundation tesi miglioramento borsa di dottorato (DEB-1401677).

1. costruzione e montaggio di nuclei ruotabile
<ol><li>Modificare contenitori commerciali semenzale tubolare (successivamente chiamato 'contenitori'; Tabella materiali) per avere 19 mm di larghezza x aperture lunghezza 48cm.<ol>
<li>Utilizzando un trapano con un foro di 19 mm visto senza una punta centrale, pilota, taglia due fori, uno sopra l'altro, ai lati di un contenitore (diametro 2,5 cm x 12,1 cm di lunghezza) in modo che i fori sono circa 1 cm di distanza. Tenere il contenitore contro una recinzione sulla pressa di trivello e hanno una fermata con un breve tassello che si inserisce all'interno del contenitore per aiutare a tenerlo in posizione durante la perforazione. Utilizzare un contenitore di plastica flessibile per evitare fessurazioni.</li>
		<li>Tagliare il pezzo restante sottile di plastica tra i fori con forbici, un filo di lama o forbici (per plastica rigida utilizzare una sega a sciabola) per fare uno allungata apertura circa 2 cm di larghezza e 5 cm di lunghezza.</li>
		<li>Ripetere i passaggi da 1.1.1-1.1.2 sul lato opposto del contenitore.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Non coprire le aperture con rete di nylon e/o membrana idrofobica (Figura 1A).<ol>
<li>Maglia di nylon con 40 μm pori tagliate a pezzi di 9,5 x 8,5 cm. Tagliare a pezzi come molti come ci sono contenitori.</li>
		<li>Incollare la rete di nylon esternamente su contenitori per coprire entrambe le aperture con qualche leggera sovrapposizione nel tessuto con colla a caldo ad alta resistenza, industriale.</li>
		<li>Se è necessaria la prevenzione del movimento dell'acqua, tali come quando si utilizza sostanze nutrienti solubili in acqua o isotopi stabili, coprire lo strato di maglia di nylon con una membrana idrofobica31,32 (Tabella materiali) che permette sono ife del fungo a Pass, ma solo il movimento del vapore acqueo e acqua non liquida.</li>
		<li>Posto la colla a caldo intorno alle aperture sul contenitore e lungo i bordi lunghi di maglia di nylon. Rotolare il contenitore sul tessuto per evitare di bruciare le dita. Aggiungere uno strato di colla lungo il bordo del tessuto dove la maglia bordi si sovrappongono. Premere il bordo su qualche cartone per sigillarlo con fermezza. Avvolgere sempre costantemente in una direzione che sarà la stessa direzione della rotazione dei contenitori finiti all'interno di vasi o microcosmi in modo che il bordo della mesh sovrapposte non sarà spinto a potenzialmente scavare nel substrato.</li>
		<li>Una volta che la colla si è raffreddata, nastro l'estremità superiore e inferiore del tessuto al contenitore per evitare bordi sciolti e ripping utilizzando un nastro flessibile, ad esempio un nastro da elettricista.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Usando lo stesso nastro come al punto 1.2.5, coprire i piccoli fori sui lati dell'estremità conica (non il foro all'estremità della parte inferiore) di ciascun contenitore per prevenire la crescita di radice dal contenitore nel resto del vaso/microcosmo.</li>
	<li>Per evitare la perdita di terreno fornendo al drenaggio, pongono una biglia di vetro nella parte inferiore di ogni contenitore.</li>
	<li>Per un trattamento di controllo che non comporta alcun potenziale per un CMN a forma tra le piante, utilizzare contenitori solidi, non modificati (Figura 1A).</li>
</ol>2. montaggio del POT o microcosmi per inserire le estremità coniche dei contenitori
<ol><li>Affinché i contenitori in posizione verticale in posizione fissa e hanno corretto drenaggio, capovolgere una pentola in modo che il fondo è rivolto verso l'alto. Tagliare intorno alla parte inferiore della pentola, lasciando un piccolo labbro per il supporto, utilizzando una sega a sciabola.</li>
	<li>Preparazione di polistirene espanso<ol>
<li>Taglio polistirolo espanso, circa 36 mm di spessore, per lo stesso diametro del fondo della pentola utilizzando una sega a nastro con un jig circle-taglio.</li>
		<li>Eseguire i fori nella schiuma utilizzando una pressa di trivello e 19 mm foro visto (senza un trivello di torsione centrale) nel modello in cui saranno posizionati i contenitori.</li>
		<li>Per un esperimento di impianto di destinazione, un foro centrale con fori equidistanti per i vicini gli individui che lo circondano. Per una pentola con un diametro di cm 15,5, spazio sei fori 12 mm intorno alla circonferenza di un cerchio del diametro di 11 cm (Figura 1B).</li>
		<li>Stendere i fori hexagonally o in una matrice quadrata (Figura 1, D) per un esperimento di microcosmo.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. riempimento dei contenitori e vasi con miscele di terra e sabbia
<ol><li>Selezionare una miscela di terreno desiderato e aggiungere sto fungo campo-raccolte o coltivate in vaso inoculo al suolo mescolando uniformemente tritato pezzi di radice (1 – 2 cm di lunghezza) accuratamente con il terreno. Mischiare il terriccio desiderato con una infertile silice sabbia o perline di vetro per diminuire la concentrazione di nutrienti minerali disponibili alle piante.</li>
	<li>Posizionare i contenitori riempiti in schiuma o microcosmo fondo forato e riempire lo spazio interstiziale con un substrato infertile.</li>
	<li>Riempire lo spazio interstiziale tra contenitori con miscela di sabbia silicea di sostanza-poveri utilizzando un imbuto per assistere in piccoli spazi di riempimento. Per garantire un adeguato drenaggio e imitare la texture del terreno, mescolare sabbia di granulometria media, come grado 6-20, con sabbia di granulometria piccola, come grado 30-65, in una betoniera.</li>
</ol>4. istituzione di CMNs tutto pentole/microcosmi
<ol><li>Impianto di pretrattamento 'infermiere' piante delle specie desiderate in ogni contenitore a sostenere funghi AM affinché possano diffondersi tra i contenitori e stabilire CMNs.</li>
	<li>Quando tutti i contenitori hanno stabilito i semenzali, rimuovere germogli di ritaglio in modo che solo un individuo rimane in ogni contenitore.</li>
	<li>Consentire 2-3 mesi per la crescita delle piante e istituzione di CMN.</li>
</ol>5. istituzione di impianti sperimentali e trattamenti
<ol><li>Seminare piante sperimentali di semina o di trapianto in contenitori. Se la semina, attendere che tutti i contenitori hanno un semenzale germinato prima di rimuovere impianti di pretrattamento infermiera fissando il loro germogli. Se un trapianto, clip tutto pre-trattamento piante prima del trapianto sperimentale piantine per evitare effetti indesiderati competitivi.</li>
	<li>Stabilire trattamenti CMN o lasciando i contenitori non spostati per tutta la durata dell'esperimento (intatto CMNs) o ruotandole settimanale di recidere fisicamente IFE che si estende tra i contenitori modificati (CMNs mozzata; Figura 1A). Quando severing CMNs, ruotare ogni contenitore attraverso una rotazione completa per non alterare involontariamente interazioni aboveground, particolarmente per le piante ruderali.</li>
	<li>Acqua fortemente tutte le pentole o microcosmi immediatamente dopo la rotazione per ristabilire il contatto tra il substrato interstiziale e i lati dei contenitori.</li>
</ol>6. il tracciamento del movimento dei nutrienti minerale attraverso CMNs
<ol><li>Fertilizzare le piante vicine con 0,5% 15N arricchita KNO3 e NH4Cl.</li>
	<li>Fertilizzare l'individuo di destinazione con un fertilizzante 14N di pari concentrazione.</li>
</ol>7. monitoraggio e manutenzione dell'esperimento
<ol><li>Regolarmente (a almeno mensile) ri-randomizzare le posizioni dei vasi o microcosmi nel corso dell'esperimento.</li>
	<li>Settimanale misurare la crescita, come l'altezza o lunghezza (per erbe) più lunga foglia per monitorare quando crescita inizia a rallentare, perché è importante raccogliere prima le piante diventano radice-limite.</li>
</ol>8. raccolta dell'esperimento
<ol><li>Tutto il tessuto aboveground di clip e inserire singole piante in buste con etichettate che identificano il loro trattamento, pot o microcosmo e posizione.</li>
	<li>A secco aboveground tessuti a 60 ° C fino a peso costante. Misurare il peso a secco di ogni tessuto vegetale.</li>
	<li>Permetta che il terreno si asciughi prima di estrarre i contenitori e le radici di raccolta.</li>
	<li>Spazzolare delicatamente come molto del terreno come possibile da sistemi della radice e lavarli in una vaschetta d'acqua o sotto un leggero getto d'acqua su un setaccio di formato del poro di 250 micron.</li>
	<li>Consentire le radici asciugare e pesare l'intero sistema della radice.</li>
	<li>Il sistema della radice di clip a casaccio e memorizzare i frammenti di radice in etanolo al 50%. Dopo che si sono macchiati33, è possibile utilizzare questi frammenti per la quantificazione della colonizzazione di radice utilizzando il metodo di intersezione della griglia34.</li>
	<li>Ripesare il restante sistema di radice e riporlo in una busta di carta con etichetta asciugare a 60 ° C per la valutazione del peso secco. Utilizzare la seguente equazione per calcolare il peso dell'intero sistema di radice:</li>
</ol><img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59338/59338eq1v2.jpg" style="opacity: 0.9;">
9. analisi isotopiche minerali nutrienti e stabile
<ol><li>Raggruppare i semenzali di biomassa in "decili" o 10 gruppi, "octiles" o 8 gruppi, "quartili" o quattro gruppi, ecc dopo rango-ordinando loro di peso se la quantità di tessuto è troppo bassa per i requisiti minimi per la digestione determinare minerali nutrienti concentrazioni.</li>
	<li>Invia fogliari campioni ad un laboratorio contratto per analisi dell'isotopo stabile e nutrienti minerali (Tabella materiali).<ol>
<li>Descrivere abbondanza isotopica utilizzando la seguente espressione abituale: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59338/59338eq2v2.jpg"> dove R rappresenta il 15N /14N rapporto di un campione o dello standard che è n atmosferico.</li>
		<li>Uso non modificato, trattamento solido contenitore per servire come un controllo per rapporti di 15N sfondo nella seguente equazione di bilancio di massa quando quantificare l'importo di 15N ripreso da un impianto di destinazione in reciso o intatto CMN trattamenti: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59338/59338eq3v2.jpg" style="opacity: 0.9;"> dove δ15N rappresenta l'abbondanza isotopica di obiettivi, i vicini e piante bersaglio in nessun trattamento CMN e x rappresenta (come frazione decimale) l'azoto delle percentuali ottenute dall'impianto di destinazione da contenitori vicino a cui è stato aggiunto l'etichetta. Valori di δ15Nvicini sono ottenuti per i vicini composte di ogni impianto di destinazione.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

I nostri risultati confermano che il nostro metodo di nucleo ruotato acutamente può concentrarsi sul ruolo di CMNs nelle interazioni pianta necromassa. Ci sono diversi passaggi critici nel protocollo, tuttavia, che se alterati, hanno il potenziale di influenzare la capacità di rilevare gli effetti CMN. È fondamentale per riempire i contenitori circostante zona interstiziale con un mezzo di sostanza-poveri. Nel nostro esperimento infruttuoso, ruotato-core target di pianta con piantine di albero di guaiava, anche se c'era ...

(AM) micorrizici arbuscolari assistita piante nella colonizzazione della terra 460 milioni anni fa1 e oggi, sono simbionti onnipresente della maggior parte delle piante2, fornendo loro le sostanze nutrienti minerali vitali per la crescita. Le ife sottili, filiformi di funghi AM foraggio per nutrienti minerali di là di zone di svuotamento nutriente vicino radici, spesso incontrando e colonizzando i sistemi della radice delle vicine piante in una "rete micorrizici comune" (CMN). Reti mycorrhizal comuni possono formare anche quando germlings fungine join stabilito reti3, o quando sto IFE fusibile (anastomotizzare) con ife conspecifici4,5,6,7. La portata di queste ife extraradical nel terreno è enorme, con extraradical IFE che costituiscono il 20% al 30% della biomassa microbica del suolo totale nella prateria e terreni di pascolo8 e si estende per m·cm 111-3 in pascolo indisturbato9 .
Reti mycorrhizal comuni partizione nutrienti minerali tra interconnessi vicine piante10,11,12,13. Piante possono ricevere fino a 80% di loro fosforo e 25% del loro fabbisogno di azoto da funghi AM, fornendo al contempo fino al 20% del loro totale carbonio ai funghi in fisso ritorno14. Recente lavoro di cultura in vitro radice dell'organo ha trovato che CMNs preferenzialmente scambio di nutrienti minerali con radici di host che forniscono la maggior parte del carbonio ai funghi11,12. Inoltre, diverse specie di funghi AM possono differire nella loro qualità come partner simbiotico, con alcuni funghi lo scambio più fosforo per meno carbonio rispetto ad altri15. Anche se colture d'organo radice sono utili modelli per lo studio la simbiosi AM perché presentano ambienti accuratamente controllati e la possibilità di osservare direttamente le interconnessioni ifale, essi non includono fotosintesi germogli che interessano importanti processi fisiologici come la fotosintesi, traspirazione e variazioni diurne, anche come costituenti carbonio e minerali nutrienti affonda.
In natura, piantine più probabile attingere CMNs già stabilita. Fino a poco tempo, tuttavia, gli scienziati hanno solo esaminato l'impatto dei funghi AM sulla nutrizione delle piante da coltivazione di piante con e senza funghi AM, spesso con una singola specie di fungo AM. Anche se questo lavoro è stato tremendamente informativo alla nostra comprensione di micorrize arbuscolari, questo metodo ha trascurato il ruolo potenzialmente cruciale che CMNs possono avere nelle interazioni tra piante ospiti interconnessi. In particolare, piante che dipendono fortemente dai funghi AM per crescita interagiscono minimamente senza AM funghi16,17, possibilmente confondendo la nostra interpretazione delle interazioni di fungo-mediata AM quando utilizzato come 'controlli' per baseline riferimento.
Noi proponiamo un approccio ruotato-core per indagine sul ruolo di CMNs nelle interazioni pianta e strutturazione della popolazione. Il nostro approccio imita componenti della simbiosi AM in natura perché intere piante join stabilita che CMNs e tutte le piante sono coltivate con funghi AM. Rimuovendo le interazioni di radice, la nostra metodologia si concentra in particolare sulle interazioni mediate da funghi AM mentre si tracciano anche nutriente minerale movimento all'interno di CMNs. Il nostro approccio si basa sul precedente lavoro che ha utilizzato Core ruotati sia nel campo e in serra per capire AM funzionamento realisticamente.
Il metodo di base ruotato è stato stabilito nella letteratura come un metodo per manipolare le ife extraradical18,19,20,21, e ha avuto diverse reincarnazioni a seconda del suo scopo sopra negli ultimi due decenni. Inizialmente, i sacchetti della maglia o barriere permettendo in crescita di ife sono state utilizzate per fornire privo di radice scomparti per quantificare l'importo di ife micorrizici arbuscolari nel suolo22,23. Quindi, nuclei cilindrici di terreno racchiuso in tubi rigidi di acqua o di plastica della tubazione con slot coperto in una rete di nylon penetrabile da ife, ma non le radici, sono stati sviluppati. Questi potrebbe facilmente essere ruotati per interrompere Miceli extraradical18,24,25. I nuclei ruotati sono stati collocati tra piante e suolo ifale lunghezze per grammo di terreno18, 13C flussi di Miceli extraradical24, o l'assorbimento di fosforo dai nuclei di stabilimento-libera sono stati quantificati18. Un altro uso di tali nuclei era far crescere le piante all'interno di essi nel campo per ridurre la colonizzazione delle radici dai funghi AM attraverso frequenti interruzioni ifale come alternativa alla sterilizzazione o l'applicazione dei fungicidi, entrambi i quali hanno effetti indiretti sul suolo organico questione e altri microbi18.
L'approccio di barriera ifale maglia è stato utilizzato per indagare il partizionamento dei nutrienti e interazioni della pianta attraverso CMNs, ma in microcosmi rettangolari anziché con core ruotati. Walder et al.26 studiato le interazioni tra usitatissimum di Linum (lino) e sorgo bicolore (sorgo) tracciando nutrienti minerali per lo scambio di carbonio utilizzando isotopi attraverso CMNs di uno dei funghi AM Rhizophagus irregularis o Funneliformis mosseae26. I microcosmi nei propri scomparti di pianta studio comprendeva separati da mesh barriere, ifale scomparti accessibili solo ai hyphae micorrizici e con etichettate scompartimenti hyphal che conteneva gli isotopi radioattivi e stabili. Come controlli, lo studio utilizzato trattamenti senza funghi micorrizici. Canzone et al.27 usato un approccio simile per trovare quella pianta segnali potrebbero essere trasportati solo tra CMNs stabilito di F. mosseae quando una pianta è stata infettata da un agente patogeno fungoso. Inoltre, analogamente a Walder et al.26, Merrild et al.28 è cresciuto piante in singoli compartimenti separati da maglia per indagare le prestazioni dell'impianto delle piantine di Solanum lycopersicum (pomodoro) collegati da CMNs a un grande Cucumis sativus pianta (cetriolo) che hanno rappresentato una fonte di carbonio abbondante. Utilizzavano anche trattamenti senza funghi micorrizici invece di troncare CMNs28. In un esperimento in secondo luogo, correlato, carbonio per lo scambio di fosforo è stato esaminato usando sacchetti della maglia etichettati con 32P. microcosmi con maglia ifale barriere e CMN severing come trattamento sono state usate da Janos et al29, che ha studiato competitivo interazioni tra piantine delle specie arboree savana Eucalyptus tetrodonta e trapianti dell'albero della foresta pluviale, Litsea glutinosa. In quanto Studio, Janos et al.29 sollevato scomparti contenenti piantine di pochi centimetri, scorrevole strati di maglia uno contro l'altro per rompere le interconnessioni ifale29.
Il passaggio finale nell'evoluzione del metodo ruotato core è stato far crescere le piante all'interno di nuclei che sono all'interno di vasi o microcosmi20,30. Wyss30 utilizzato Core ruotati per accertare se il micelio AM extraradical potrebbe colonizzare semenzali di Pinus elliottii quando si diffondono da un donatore o pianta ospite 'infermiere' AM, Tamarindus indicae come extraradical micelio di ectomicorrizici funghi influenza le prestazioni del semenzale. Contenitori di grande commerciale semenzale tubolare (Tabella materiali) all'interno di microcosmi erano entrambi plastica solida (nessun CMNs) o fessurati e coperti con una membrana idrofobica. Con intaglio semenzale contenitori erano entrambi non ruotato (CMNs intatto) o ruotato per sever stabilito CMNs. ruotata nuclei con barriera di maglie di diverse dimensioni sono stati utilizzati da barretta et al.20 per indagare necromassa segnalazione attraverso CMNs tra Vicia FABA piante (fagiolo). Nel loro studio, una pianta centrale donatore in 30 cm diametro mesocosmi fu collegata da radici e IFE (nessuna barriera) o solo da CMNs stabilito attraverso una maglia di 40 μm. Impianti centrali furono recisi da interazioni con le piante vicine attraverso la rotazione dei nuclei racchiuso in maglia o CMNs sono stati impediti da una maglia fine 0,5 μm che racchiude il nucleo.
Qui, presentiamo un metodo che combina aspetti dei precedenti approcci ruotato-core per esaminare l'influenza di CMNs sulle interazioni pianta diretto combinato con l'analisi degli isotopi stabili. Il nostro metodo utilizza un approccio «impianto di destinazione», in cui la pianta centrale di interesse è circondata da piante vicine. Le piante sono coltivate all'interno di contenitori di semenzale ruotabile che sono fessurati e coperti con maglia di nylon del silk-screen, membrana idrofobica, o sono di plastica solida non modificato. Reti mycorrhizal comuni sono reciso una volta a settimana o mantenute intatte, e isotopi stabili 15N traccia il movimento di azoto da nuclei ruotato dei vicini all'impianto di destinazione centrale. Confrontando le dimensioni dell'impianto con assorbimento dell'isotopo stabile e nutrienti minerali, valutiamo quali piante possono beneficiare o soffrono di CMNs nelle interazioni tra piante ospiti.

<table><tbody><tr><td>Contenitore tubolare commerciale per piantine (chiamato 'contenitori' nel manoscritto)</td><td>Stuewe and Sons, Inc</td><td>Ray Leach Cone-tainer & commercio;</td><td>RLC3U</td></tr><tr><td>Corso perle di vetro Industrial</td><td>Supply, Inc.</td><td>Setaccio 12/20</td><td>Dimensione #1</td></tr><tr><td>Corso sabbia silicea</td><td>Florida Sabbia silicea</td><td>6/20 Sacchi da 50 libbre</td><td>Nessuno</td></tr><tr><td>Perline di vetro fini Black</td><td>Beauty</td><td>Black Beauty FINE Vetro frantumato Abrasivo (50 libbre)</td> <td>BB-Glass-Fine</td></tr><tr><td>Membrana idrofobica</td><td>Gore-tex</td><td>Nessuno</td><td>Nessuno</td></tr><tr><td>Grandi contenitori tubolari commerciali per piantine</td><td>Stuewe and Sons, Inc.</td><td>Deepot & commercio;</td><td>D16L</td></tr><tr><td>Sabbia silicea media</td><td>Sabbia silicea della Florida</td><td>30/65 sacchi da 50 libbre</td><td>Nessuno</td></tr><tr><td>Nylon mesh</td><td>Tube Lite Company, Inc.</td><td>Serigrafia</td><td>LE7-380-34d PW YEL 60/62 SEFAR LE PECAP POLYESTER</td></tr><tr><td>Impianto di analisi dei nutrienti fogliari e del suolo</td><td>Kansas State University Laboratorio di analisi del suolo</td><td>Nessuno</td><td>Nessuno</td></tr><tr><td>Impianto di nucleo isotopico stabile</td><td>Università di Miami</td><td>Nessuno</td><td>Nessuno</td></tr></tbody></table>

studio delle interazioni pianta tutte le comuni reti mycorrhizal utilizzando core ruotati

Investigation of Plant Interactions Across Common Mycorrhizal Networks Using Rotated Cores

(AM) micorrizici arbuscolari influenzano la crescita e l'assorbimento dei nutrienti minerali della pianta, quindi, hanno il potenziale per influenzare le interazioni pianta. Il potere della loro influenza è in extraradical Miceli che si diffondono di là di zone di svuotamento nutriente nei pressi di radici di interconnettere, in definitiva, gli individui all'interno di una rete comune micorrizici (CMN). Maggior parte degli esperimenti, tuttavia, hanno studiato il ruolo dei funghi AM nelle interazioni pianta da coltivazione di piante con rispetto senza funghi micorrizici, un metodo che non riesce ad affrontare in modo esplicito il ruolo di CMNs. Qui, vi proponiamo un metodo che manipola CMNs per studiare il loro ruolo nelle interazioni pianta. Il nostro metodo utilizza modificate contenitori con fondo conico con una maglia di nylon e/o materiale idrofobico che coprono con intaglio aperture, il fertilizzante 15N e una sabbia interstiziale dei sostanza-poveri. CMNs sono lasciato sia intatto tra individui interagenti, interrotta mediante rotazione dei contenitori, o impedito formando una barriera solida. I nostri risultati suggeriscono che contenitori di rotazione è sufficiente per interrompere CMNs e impedire che i loro effetti sulle interazioni pianta su CMNs. Il nostro approccio è vantaggioso perché imita gli aspetti della natura, come piantine toccando in CMNs già stabilita e l'uso di una suite di funghi AM che può fornire diversi benefici. Anche se il nostro esperimento è limitato a indagare le piante nella fase del semenzale, interazioni pianta attraverso CMNs possono essere rilevati tramite il nostro approccio che quindi può essere applicato su questioni biologiche sul funzionamento di CMNs negli ecosistemi.

Per determinare come CMNs possono influenzare le prestazioni dell'impianto tramite il partizionamento dei nutrienti, siamo cresciuti Andropogon gerardii Vitman, un'erba di prateria dominante, in un esperimento di pianta di destinazione con 6 vicini equidistanti e intatto, mozzata o nessun CMNs. Abbiamo trovato che severing o prevenire CMNs diminuita pesi a secco fuori terra di obiettivi (Figura 2), suggerendo che intatto CMNs promosso la crescita del...

Maggior parte delle piante all'interno delle comunità probabilmente sono collegati tra loro da funghi (AM) micorrizici arbuscolari, ma mediazione delle interazioni pianta da loro è stato studiato principalmente da coltivazione di piante con rispetto senza micorrize. Presentiamo un metodo per modificare reti mycorrhizal comuni tra piante micorrizate per indagare le conseguenze per le interazioni pianta.

Studio delle interazioni pianta tutte le comuni reti Mycorrhizal utilizzando core ruotati

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi influence plant mineral nutrient uptake and growth, hence, they have the potential to influence plant interactions. The ...

La maggior parte delle piante in natura sono probabilmente interconnesse da funghi simbiotici che abitano radici chiamati funghi micorrizici. Questo metodo esamina esplicitamente come le reti micorriziche comuni influenzino le interazioni delle piante e le conseguenti conseguenze ecologiche. Con questo metodo, possiamo esaminare esplicitamente il ruolo delle reti micorriziche comuni consentendo al contempo a tutte le piante di essere colonizzate dai funghi, invece di escludere i funghi, il che si traduce in piante scarsamente coltivate.Per iniziare a modificare i contenitori di piantine tubolari commerciali con plastica flessibile, utilizzare una pressa per trapano e tenere il contenitore contro una recinzione sulla pressa di perforazione e fermarsi con un tassello corto che si adatta all'interno del contenitore per aiutarlo a tenerlo in posizione durante la perforazione. Quindi, pratica due fori, uno sopra l'altro, ai lati del contenitore, in modo che i fori siano distanti circa un centimetro. Tagliare il pezzo di plastica sottile rimanente tra i fori per fare un'apertura allungata, larga circa due centimetri e lunga cinque centimetri.Ripetere il taglio di queste aperture allungate sul lato opposto del contenitore. Per coprire le fessure con rete di nylon, tagliare la rete dei pori di 40 micrometri in tanti pezzi da 9,5 centimetri per 8,5 centimetri quanti sono i contenitori. Quindi, utilizzando colla a caldo industriale ad alta resistenza, fissare la rete di nylon esternamente sui contenitori per coprire entrambe le aperture, con una leggera sovrapposizione nel tessuto.Applicare la colla a caldo intorno alle aperture sul contenitore e lungo i lunghi bordi sulla rete di nylon e arrotolare il contenitore sulla rete di nylon e sulla membrana idrofobica, se usato, per evitare di bruciare le dita. Aggiungere uno strato di colla lungo il bordo del tessuto in cui i bordi della rete si sovrappongono e premere il bordo su un cartone per sigillare saldamente. Una volta raffreddata la colla, utilizzare nastro flessibile per attaccare le estremità superiore e inferiore del tessuto al contenitore, per evitare bordi sciolti e strappi.Usando lo stesso nastro, coprire i piccoli fori sui lati dell'estremità conica di ogni contenitore per evitare la crescita della radice dal contenitore nel resto della pentola. Posizionare un marmo di vetro sul fondo di ogni contenitore per evitare la perdita di suolo durante il drenaggio, quindi assemblare vasi come descritto nel manoscritto. Utilizzare contenitori solidi e non modificati per un trattamento di controllo che non comporti alcun potenziale di formare una CMN tra le piante.Aggiungere am fungo inoculo al terreno, mescolando uniformemente pezzi di radice tritati lunghi 1,2 centimetri accuratamente con il terreno. Selezionare un terreno desiderato mescolato con una sabbia di silice sterile o perline di vetro per ridurre la concentrazione di nutrienti minerali disponibili per le piante. Posizionare i contenitori riempiti in schiuma forata costruita in precedenza nelle pentole.Per rendere la miscela di sabbia silicea povera di nutrienti di drenaggio adeguato, mescolare sabbia di medie dimensioni delle particelle con sabbia di piccole dimensioni delle particelle in una betoniera. Riempire lo spazio interstiziale con questa miscela utilizzando un imbuto per aiutare a riempire piccoli spazi. Successivamente, il pretrattamento dei trapianti, o le cosiddette piante infermiere, delle specie desiderate in ogni contenitore per sostenere i funghi AM, che si diffonderà tra i contenitori e stabilirà reti micorriziche comuni.Coltivare le piante per due o tre mesi a circa 24 gradi Celsius in una serra per consentire lo stabilimento cmn. Cucire piante sperimentali seminando in contenitori. Attendere che tutti i contenitori abbiano piantine germinate prima di rimuovere le piante infermiere pretrattamento, tagliando i loro germogli.Per stabilire trattamenti CMN, lasciare alcuni contenitori non spostati per tutta la durata dell'esperimento. Per modificare fisicamente le ife che si estendono tra i contenitori modificati, ruotare alcuni dei contenitori settimanalmente, assicurandosi di farlo attraverso un'unica rotazione completa, per evitare di alterare involontariamente le interazioni fuori terra. Subito dopo la rotazione, innaffiare pesantemente tutti i vasi per ristabilire il contatto tra il substrato interstiziale e i lati dei contenitori.Immergere tutti i vasi con acqua dopo aver recideto le reti micorriziche comuni è fondamentale per ristabilire il contatto tra il contenitore e il substrato interstiziale, prevenendo così l'aerazione involontaria dei contenitori. Fertilizzare le piante vicine con lo 0,5% di azoto 15 nitrato di potassio arricchito e cloruro di ammonio. Fertilizzare l'individuo bersaglio con un fertilizzante azoto 14 di uguale concentrazione.Ri-randomizzare le posizioni dei vasi nel corso dell'esperimento, almeno mensilmente. Misura la crescita settimanalmente misurando la lunghezza delle foglie più lunga, per monitorare quando la crescita inizia a rallentare, assicurandoti di raccogliere prima che le piante diventino legate alla radice. Per raccogliere, ritagliare tutto il tessuto fuori terra e posizionare singole piante in buste etichettate con il loro trattamento, pentola e posizione.Quindi asciugare i tessuti fuori terra a 60 gradi Celsius in un forno di essiccazione ad aria forzata, a peso costante, e quindi misurare il peso secco di ogni tessuto vegetale. Lasciare asciugare il terreno da due a tre giorni prima di rimuovere i contenitori e raccogliere le radici. Dopo la raccolta, spazzolare delicatamente il più possibile il terreno dai sistemi di radici.Lavare le radici su un setaccio con dimensioni dei pori da 250 micron, per evitare la perdita della radice. Dopo aver permesso alle radici di asciugarsi all'aria, pesare l'intero apparato radicale. Ritagliare il sistema radice in modo casuale e posizionare i frammenti in 50%etanolo.Pesare di nuovo il sistema radicale rimanente e conservarlo in una busta di carta etichettata per asciugare a 60 gradi Celsius per la valutazione del peso secco. Durante la coltivazione di Andropogon gerardii Vitman in un esperimento di pianta bersaglio, recidendo o prevenendo le CMN è diminuito il peso secco fuori terra dell'obiettivo, suggerendo che le CMN intatte promuovevano la crescita delle piante. Le piante con CMN recise e senza CMN hanno risposto in modo simile ai loro trattamenti.La competizione, in cui la crescita di un individuo sopprime la crescita di un altro individuo vicino, è stata rilevata nel trattamento CMN intatto, ma non nei trattamenti CMN recisi o non. Confronti approfonditi delle diverse concentrazioni di tessuto fogliare di nutrienti minerali, rispetto alle concentrazioni di manganese di dimensioni vegetali, sono stati positivamente associati ai pesi secchi fuori terra delle piante bersaglio, in tutti i trattamenti. Il tessuto vegetale bersaglio è stato valutato per l'azoto 15 nei tessuti fogliari rispetto alle dimensioni delle piante, dopo aver aggiunto l'etichetta azoto 15 solo ai contenitori dei vicini.Le piante bersaglio con CMN intatte avevano concentrazioni di azoto 15 più elevate, rispetto ad entrambi gli altri trattamenti. Le CMN intatte avevano una pendenza di azoto fortemente positiva e significativamente diversa, da quella del trattamento con CMN recise, suggerendo che le grandi piante hanno ottenuto più azoto dalle CMN che raggiungono i contenitori vicini, rispetto ai piccoli individui bersaglio. In un esperimento sul campo utilizzando nuclei ruotati in tubo di PVC, il micelio extraradicale oltre i tubi ha avuto poco effetto sulla crescita del mirtillo durante l'esperimento di 13 mesi.Tuttavia, reciderlo per rotazione di tubi riduceva le concentrazioni fogliare di azoto, fosforo e rame, sostanzialmente mostrate dalle piante clorotiche. Ruotare i contenitori nella stessa direzione in cui il tessuto è incollato su ogni contenitore per evitare lo strappo del tessuto e ruotare di 360 gradi per ridurre le modifiche fuori terra alle piante. Questa procedura può essere utilizzata sul campo con tubi in PVC modificati riempiti con terreno sterile per esaminare il ruolo del micelio extraradicale nella colonizzazione delle radici e la sua influenza sull'assorbimento dei nutrienti.Questa tecnica consente il confronto di piante con reti micorriziche comuni, a piante micorriziche che non sono interconnesse da reti, invece che a piccole piante senza micorrize, come viene fatto più spesso.

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Il sistema di cocultivazione idroponico descritto supporta piante intatte con schermi a maglie metalliche e cocultivala con batteri. I tessuti vegetali, i batteri e le molecole secrete possono quindi essere raccolte separatamente per analisi a valle, consentendo contemporaneamente le risposte molecolari di entrambi gli host vegetali e dei microbi o dei microbiomi interattivi.

Un sistema di co-coltivazione idroponica per l&#39;analisi simultanea e sistematica delle interazioni molecolari e della segnalazione delle piante / microbe

Qui, descriviamo un protocollo per ottenere i dati di sequenza di amplicon del suolo, rizosfera e radice endosphere microbiomi. Questa informazione può essere utilizzata per studiare la composizione e la diversità delle comunità microbiche pianta-collegato ed è adatta per l'uso con una vasta gamma di specie di piante.

Esplorare il microbioma radice: estrazione dei dati di comunità batteriche dal suolo e la rizosfera radice Endosphere

Scavo delle radici delle piante dal campo e trattamento dei campioni in endosphere, rizosfera e suolo sono descritte in dettaglio, compresi i metodi di analisi di dati e di estrazione del DNA. Questa carta è progettata per consentire altri laboratori di utilizzare queste tecniche per lo studio del suolo, endosphere e rizosfera microbiomi.

Isolamento ed analisi di comunità microbiche nel suolo, rizosfera e radici negli esperimenti di erba perenne

L'analisi della rete è stata applicata per valutare l'associazione di varie comunità microbiche ecologiche, come suolo, acqua e rizosfera. Qui è presentato un protocollo su come utilizzare l'algoritmo WGCNA per analizzare diverse reti di co-occorrenza che possono verificarsi nelle comunità microbiche a causa di diversi ambienti ecologici.

Divergenza del microbiota radicale in diversi habitat in base a reti di correlazione ponderate

Questo protocollo presenta un riepilogo dettagliato delle strategie per inoculare le radici delle piante con microbi trasmessi dal suolo. Esemplificato per i funghi Verticillium longisporum e Verticillium dahliae, vengono descritti tre diversi sistemi di infezione delle radici. Vengono evidenziate le potenziali applicazioni e le possibili analisi a valle e vengono discussi vantaggi o svantaggi per ciascun sistema.

Strategie di inoculazione per infettare le radici delle piante con microrganismi trasmessi dal suolo

Il protocollo qui descrive i metodi per la valutazione dei modelli di colonizzazione micorrizica arbuscolare e la strategia nelle radici per due specie: Zea mays e Festuca rubra. L'uso del metodo MycoPatt consente il calcolo dei parametri, la conversione delle strutture micorriziche in dati digitali e la mappatura della loro posizione reale nelle radici.

Mappe micorriziche come strumento per esplorare i modelli di colonizzazione e le strategie fungine nelle radici di Festuca rubra e Zea mays

Questo protocollo mira a fornire procedure dettagliate per la raccolta, la fissazione e il mantenimento di campioni di piante micoeterotrofiche, applicando diverse tecniche di microscopia come la microscopia elettronica a scansione e trasmissione, la microscopia ottica, confocale e a fluorescenza per studiare la colonizzazione fungina nei tessuti delle piante e nei semi germinati con funghi micorrizici.

Tecniche di microscopia per l'interpretazione della colonizzazione fungina nei tessuti delle piante micoeterotrofiche e della germinazione simbiotica dei semi

Il presente articolo si propone di fornire protocolli dettagliati e adeguati per l'isolamento di funghi endofiti associati alle piante, la conservazione a lungo termine degli isolati, la caratterizzazione morfologica e l'estrazione del DNA totale per la successiva identificazione molecolare e analisi metagenomica.

Isolamento, caratterizzazione ed estrazione totale del DNA per l'identificazione di funghi endofiti in piante micoeterotrofe

Qui, descriviamo una tecnica semplice ed economica per l'inoculazione e l'osservazione di funghi micorrizici arbuscolari in sistemi autotrofi a base di polimeri superassorbenti.

Inoculazione e osservazione di colture micorriziche arbuscolari su sistemi autotrofi a base di polimeri superassorbenti

Rilevamento rapido e preciso di agenti patogeni in loco, soprattutto terricoli fitopatogeni, è fondamentale per impedire ulteriore produzione di inoculo e proliferazione di malattie delle piante in campo. Il metodo sviluppato qui utilizzando un sistema di rilevazione portatile in tempo reale di PCR consente la diagnosi in loco in condizioni di campo.

Rilevamento in loco molecolare di fitopatogeni terricoli, utilizzando un sistema PCR in tempo reale portatile

Scopri come studiare le interazioni tra piante attraverso le reti micorriziche comuni utilizzando contenitori modificati. Questo metodo permette di esaminare il ruolo ecologico dei funghi simbionti senza escluderli.

Studio delle interazioni pianta tutte le comuni reti Mycorrhizal utilizzando core ruotati

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