Name: Inoculazione fogliare in vivo: un metodo alternativo per valutare la resistenza alle malattie dei cloni ibridi nellallevamento dei pioppi del cancro del fusto (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: Scopri il metodo di inoculazione fogliare in vivo per valutare la resistenza dei cloni ibridi di pioppo al cancro del fusto causato da Cytospora chrysosperma e Botryosphaeria dothidea. Questa tecnica riduce il periodo di selezione da 5-7 anni a soli 2 anni.

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<meta charset="utf8"></head><body>Inoculazione rapida in vivo delle foglie per lo screening della resistenza al cancro del fusto di pioppo

<ol><li>Du, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+analysis+and+seedling+selection+of+the+poplar+progenies+of+Aigeiros+section%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Huazhong+Agricultural+University%22%5BJournal%5D)">Genetic analysis and seedling selection of the poplar progenies of Aigeiros section.</a> Journal of Huazhong Agricultural University. 28 (5), 624-630 (2009).</li>
<li>Shi, Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Identification+of+canker+resistance+to+selection+poplar+clones+%5BMaster%27s+%5D%22">Identification of canker resistance to selection poplar clones [Master's thesis]</a>. , Northwest Agriculture and Forestry University. (2014).</li>
<li>Zhang, L., Zhang, H., Ou, D., Fan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+on+the+resistance+to+canker+of+some+new+leuce+hybrids+inoculated+with+Botryosphaeria+dothidea%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Northwest+Forestry+University%22%5BJournal%5D)">Investigation on the resistance to canker of some new leuce hybrids inoculated with Botryosphaeria dothidea.</a> Journal of Northwest Forestry University. 32 (6), 210-213 (2017).</li>
<li>Du, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genomic+selection+of+seedling+growth+traits+in+a+poplar+hybrid+population%5BTitle%5D)+AND+%22For+Res%22%5BJournal%5D)">Genomic selection of seedling growth traits in a poplar hybrid population.</a> For Res. 36 (6), 11-19 (2023).</li>
<li>Li, Z., et al. A rapid and efficient in vivo inoculation method for introducing tree stem canker pathogens onto leaves: Suitable for large-scale assessment of resistance in poplar breeding progeny. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLi%2C+Z+%22BioRxiv%22">BioRxiv</a>. , (2024).</li>
<li>Li, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fungal+canker+pathogens+trigger+carbon+starvation+by+inhibiting+carbon+metabolism+in+poplar+stems%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Fungal canker pathogens trigger carbon starvation by inhibiting carbon metabolism in poplar stems.</a> Sci Rep. 9 (1), 10111(2019).</li>
<li>Xing, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fungal+pathogens+of+canker+disease+trigger+canopy+dieback+in+poplar+saplings+by+inducing+functional+failure+of+the+phloem+and+cambium+and+carbon+starvation+in+the+xylem%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Mol+Plant+Pathol%22%5BJournal%5D)">Fungal pathogens of canker disease trigger canopy dieback in poplar saplings by inducing functional failure of the phloem and cambium and carbon starvation in the xylem.</a> Physiol Mol Plant Pathol. 112, 101523(2020).</li>
<li>Xing, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparisons+of+photosynthetic+response+and+characteristics+in+leaves+of+Populus+alba+var.+pyramidalis+Infected+by+the+stem+canker+pathogen+Valsa+sodida+and+Botryosphaeria+dothidea+at+early+stage%5BTitle%5D)+AND+%22Scientia+Silvae+Sinicae%22%5BJournal%5D)">Comparisons of photosynthetic response and characteristics in leaves of Populus alba var. pyramidalis Infected by the stem canker pathogen Valsa sodida and Botryosphaeria dothidea at early stage.</a> Scientia Silvae Sinicae. 57 (09), 121-129 (2021).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Valsa+sordida+infection+on+photosynthetic+characteristics+and+carbon-water+metabolism+in+Populus+alba+var.+pyramidalis%5BTitle%5D)+AND+%22For+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of Valsa sordida infection on photosynthetic characteristics and carbon-water metabolism in Populus alba var. pyramidalis.</a> For Res. 34 (05), 58-68 (2021).</li>
<li>Balendres, M. A., De Torres, R., Dela Cueva, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Culture+storage+age+and+fungal+re-isolation+from+host-tissue+influence+Colletotrichum+spp.+virulence+to+pepper+fruits%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phytopathol%22%5BJournal%5D)">Culture storage age and fungal re-isolation from host-tissue influence Colletotrichum spp. virulence to pepper fruits.</a> J Phytopathol. 167 (9), 510-515 (2019).</li>
<li>Ward, K. T., Ostry, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variation+in+Septoria+musiva+and+implications+for+disease+resistance+screening+of+poplars%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Dis%22%5BJournal%5D)">Variation in Septoria musiva and implications for disease resistance screening of poplars.</a> Plant Dis. 89 (10), 1077-1082 (2005).</li>
<li>Asalf, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ontogenic+resistance+of+leaves+and+fruit%2C+and+how+leaf+folding+influences+the+distribution+of+powdery+mildew+on+strawberry+plants+colonized+by+Podosphaera+aphanis%5BTitle%5D)+AND+%22Phytopathology%22%5BJournal%5D)">Ontogenic resistance of leaves and fruit, and how leaf folding influences the distribution of powdery mildew on strawberry plants colonized by Podosphaera aphanis.</a> Phytopathology. 104 (9), 954-963 (2014).</li>
<li>Dunnell, K. L., Le Boldus, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+correlation+between+Septoria+leaf+spot+and+stem+canker+resistance+in+hybrid+poplar%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Dis%22%5BJournal%5D)">The correlation between Septoria leaf spot and stem canker resistance in hybrid poplar.</a> Plant Dis. 101 (3), 464-469 (2017).</li>
<li>Wei, J., Huang, L., Gao, Z., Ke, X., Kang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laboratory+evaluation+methods+of+apple+Valsa+canker+disease+caused+by+Valsa+ceratosperma+sensu+Kobayashi%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Phytopathol+Sinica%22%5BJournal%5D)">Laboratory evaluation methods of apple Valsa canker disease caused by Valsa ceratosperma sensu Kobayashi.</a> Acta Phytopathol Sinica. 40 (1), 14-20 (2010).</li>
<li>Shen, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+study+on+the+effectiveness+of+three+inoculation+methods+for+Valsa+sordida+in+Populus+alba+var.+pyramidalis%5BTitle%5D)+AND+%22Biology%22%5BJournal%5D)">Comparative study on the effectiveness of three inoculation methods for Valsa sordida in Populus alba var. pyramidalis.</a> Biology. 13 (4), 251(2024).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Foglio di alluminio</td><td>Biosharp</td><td>BS-QT-027B</td><td></td></tr><tr><td>C. chrysosperma isolato</td><td>China Forestry Culture Collection Center</td><td>CFCC86775</td><td>Separazione e conservazione da parte del nostro laboratorio</td></tr><tr><td>Cytospora chrysosperma</td><td>Laboratorio di fisiologia vegetale, Istituto di nuova tecnologia, Accademia cinese di silvicoltura</td><td>Numero di accesso NCBI: MK994101 per rRNA-ITS e MN025273 per EF1&alfa; gene&nbsp; &nbsp; Numero CGMCC:40575</td><td>Separazione e conservazione da parte del nostro laboratorio</td></tr><tr><td>Epson Perfection V370 Foto</td><td>Epson&nbsp;</td><td>Scanner V370</td><td>; Scansiona le foglie nell'immagine</td></tr><tr><td>PDA (Potato Dextrose Agar)&nbsp;</td><td>Solarbio</td><td>P8931</td><td>Fornire nutrimento per la crescita fungina</td></tr><tr><td>PE film</td><td></td><td></td><td>plastico Per fissare i funghi sulle foglie</td></tr><tr><td>Populus alba var. Pyramidalis</td><td>Laboratorio di fisiologia vegetale, Istituto di Nuova tecnologia forestale, Accademia cinese di silvicoltura</td><td></td><td>Coltivato dal nostro laboratorio</td></tr><tr><td>SPSS</td><td>IBM</td><td></td><td>Software di analisi dei dati</td></tr><tr><td>Incubatore termostatico</td><td>Shanghai Kuntian Laboratory Instrument Co., Ltd</td><td>KTD-6000</td><td>Fornire un ambiente per la crescita fungina</td></tr><tr><td>Robusta fotocamera TG-6</td><td>OLYMPUS</td><td></td><td>Per scattare foto di foglie malate</td></tr></tbody></table>

inoculazione fogliare in vivo: un metodo alternativo per valutare la resistenza alle malattie dei cloni ibridi nell'allevamento dei pioppi del cancro del fusto

In Vivo Leaf Inoculation: An Alternative Method to Assess the Disease Resistance of Hybrid Clones in Poplar Breeding of Stem Canker Disease

In questo protocollo, il flusso di lavoro schematico è stato condotto in 48 cloni ibridi di pioppo infettati dal patogeno del cancro del fusto C. chrysosperma (Figura 1). I cloni ibridi di pioppo fanno parte della progenie di ibridazione di P. deltoides, coltivata nel vivaio presso l'Accademia Forestale Cinese (CAF), Pechino.
L'agente patogeno del cancro del fusto C. chrysosperma isolato CZC è un tipico ceppo fungino (con patogenicità media) utilizzato per la ricerca fisiologica del cancro del pioppo 6,7,8,9 e depositato nel nostro laboratorio. I risultati hanno mostrato che l'inoculazione del patogeno del cancro del fusto C. chrysosperma ha indotto lesioni necrotiche (Figura 2B, C) e persino strutture simili a picnidi su foglie di pioppo (Figura 2D-F). Inoltre, i risultati hanno anche dimostrato che le posizioni fogliari (o età fogliare e ontogenesi fogliare) (Figura 2G-I) e le condizioni di luce delle foglie (Figura 2J-L) influiscono sulla gravità della malattia delle foglie inoculate dal patogeno del cancro dello stelo C. chrysosperma isolato CZC.
La patogenicità degli inoculanti fungini è un fattore cruciale nello screening della resistenza di popolazioni ibride sconosciute. Tuttavia, ci sono stati due punti di vista opposti sulla selezione dei ceppi virulenti nell'allevamento: l'utilizzo del ceppo più virulento10 e i ceppi moderatamente virulenti11. Nell'esperimento preliminare di questo protocollo, abbiamo selezionato C. chrysosperma per isolare CZC dal rilevamento della patogenicità di 10 isolati fungini in pioppo ibrido "Bofeng 3". I risultati indicano che la distribuzione dei cloni di pioppo attraverso diversi livelli di resistenza nei 48 cloni ibridi di pioppo è normale, come confermato dall'analisi del test di Shapiro-Wilk in SPSS, suggerendo che questo isolato è il preferito per lo screening della resistenza di questa attuale popolazione di ibridazione del pioppo. I risultati parziali dello screening di resistenza di 48 cloni di pioppo sono mostrati nella Figura 3A-C. Inoltre, i risultati hanno mostrato che sei isolati del patogeno B. dothidea hanno una virulenza differenziale rispetto al pioppo ibrido "Bofeng 3", e gli isolati SD47 e SD60 sono gli isolati più virulenti nei ceppi fungini testati (Figura 3D-F), suggerendo che il metodo di inoculazione fogliare è utilizzato anche nello screening della virulenza del patogeno del cancro del fusto di pioppo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig01.jpg"> Figura 1: Un flusso di lavoro schematico per la valutazione della resistenza al cancro dello stelo attraverso l'inoculazione in vivo di foglie in cloni di pioppo. Il patogeno attivato del cancro dello stelo Cytospora chrysosperma isolato CZC è stato coltivato in piastre PDA a 28 °C, al buio, per 10 giorni. Quindi, il micelio di C. chrysosperma è stato tagliato in cubi quadrati (1,0-1,2 cm di lunghezza laterale) e inoculato sulla superficie superiore delle 5-7foglie superiori in alberelli di pioppo di 1 anno o pioppo di 1 anno ramificato su pioppi perenni. Il lato delle ife dei cubi di micelio era rivolto verso le foglie. Per le foglie piccole (larghezza fogliare &lt; 8,0 cm), sono stati inoculati due cubi di micelio su una foglia, mentre quattro cubi di micelio sono stati inoculati sulle foglie grandi (larghezza fogliare ≥ 8,0 cm). Tuttavia, le foglie piccole e grandi, dieci cubi di micelio e 2 cubi medi PDA sono stati inoculati sugli alberelli/rami. Quindi, le foglie inoculate sono state avvolte con nastro protettivo di plastica largo 6,0-8,0 cm per fissare i cubetti e impedirne la perdita d'acqua. Le foglie e i cubi venivano forati con aghi per produrre punti di ferita al centro e ai quattro vertici dei quadrati. Le foglie inoculate sono state coltivate nel campo/serra e osservate, fotografate/scansionate 5-7 giorni dopo l'inoculazione. Quindi, le immagini sono state caricate nel software ImageJ per misurare le aree medie delle macchie necrotiche che si sono sviluppate dai siti di ferita perforati di ciascun clone di pioppo. Infine, il tasso di incidenza della malattia e l'indice di malattia sono stati calcolati sulla base delle aree medie delle macchie necrotiche di ciascun clone di pioppo. Secondo l'indice di malattia, tutti i cloni di pioppo testati sono stati divisi in diversi gruppi di resistenza. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig02.jpg"> Figura 2: Caratteristiche classiche della lesione fogliare su clone ibrido di pioppo B246 infettato dal patogeno del cancro C. chrysosperma attraverso inoculazione fogliare. (A) inoculata da inoculanti PDA; (B,C) macchie necrotiche; (D-F) macchie necrotiche con struttura picnidiale; (G-I) le posizioni della foglia inoculata nell'alberello/rami di 1 anno influenzano la gravità della malattia del patogeno del cancro del fusto C. chrysosperma sulla cultivar ibrida di pioppo "Bofeng 3"; Le condizioni di luce (J-L) influenzano la gravità della malattia sulla cultivar di pioppo "Bofeng 3". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig03.jpg"> Figura 3: Screening della resistenza e rilevamento della suscettibilità. Screening della resistenza di cloni ibridi di pioppo (A-C) e rilevamento suscettibile dell'agente patogeno Botryosphaeria dothidea isolati nel clone ibrido di pioppo (D-F) "Bofeng 3" utilizzando il metodo di inoculazione fogliare in vivo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Grado di gravità</td>
			<td>Criteri di valutazione</td>
			<td>Livello</td>
		</tr><tr><td>Nessuna malattia</td>
			<td>Nessun sintomo, area necrotica 0–2,0 mm²</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>Estremamente delicato</td>
			<td>Area necrotica 2,0–4,0 mm²</td>
			<td>1</td>
		</tr><tr><td>Malattia lieve</td>
			<td>Area necrotica 4,0–6,0 mm²</td>
			<td>2</td>
		</tr><tr><td>Malattia moderata</td>
			<td>Area necrotica 6,0–8,0 mm²</td>
			<td>3</td>
		</tr><tr><td>Malattia moderatamente grave</td>
			<td>Area necrotica 8,0–10,0 mm²</td>
			<td>4</td>
		</tr><tr><td>Malattia grave</td>
			<td>Area necrotica superiore a 10,0 mm²</td>
			<td>5</td>
		</tr></tbody></table>Tabella 1: Classificazione della gravità dei sintomi necrotici indotti da agenti patogeni del cancro sulle foglie.

Inoculazione fogliare in vivo: un metodo alternativo per valutare la resistenza alle malattie dei cloni ibridi nell'allevamento dei pioppi del cancro del fusto

Stem canker diseases caused by the pathogen Cytospora chrysosperma (Pers.) Fr.) and Botryosphaeria dothidea (Moug. ex Fr.) Ces. &#38; de Not. are the two ...

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Inoculazione fogliare in vivo: un metodo alternativo per valutare la resistenza alle malattie dei cloni ibridi nell'allevamento dei pioppi del cancro del fusto

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