Name: 真菌葉トウモロコシ病原体による感染の生細胞イメージングのための分離トウモロコシ鞘 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-09-15T14:20:00.000+00:00
Duration: 6 min 12 s
Description: 学ぶ分離トウモロコシ鞘を用いたColletotrichum graminicolaによる真菌感染の生細胞イメージング手法。固定や透明化を必要とせず、植物と病原体の相互作用をリアルタイムで観察可能な再現性の高いプロトコルです。

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著者らは、USDA-NIFAの財政支援に感謝する(助成金番号2018-67013-28489および2020-70410-32901)。この原稿で表明された意見、調査結果、結論、または推奨事項は、著者のものであり、必ずしも米国農務省の見解を反映しているわけではありません。ブラジルからの「国境なき科学」の客員学生であるMayara de Silva氏には、図 6A と 図7Dの画像を提供していただいたことに感謝します。また、ケンタッキー大学の植物病理学部がオリンパスの共焦点顕微鏡へのアクセスを提供してくれたことにも感謝します。

注: このメソッドのワークフローを 図 1 に示します。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65755/65755fig01.jpg"> 図1:剥離したトウモロコシの葉鞘を使用した最適化された接種プロトコルのステップ。 胞子懸濁液の調製、葉鞘の接種、生細胞顕微鏡用のサンプル調製は、それぞれ緑色(A)、紫色(B)、オレンジ色(C)のボックスで強調表示されています。BioRender.com で作成。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65755/65755fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
1.植物および菌類材料
<ol><li>植物の成長<ol><li>温室(14時間明るい/ 27°Cおよび10時間暗い/ 22°C)でSC10容器(材料表を参照)でトウモロコシの苗木(材料表を参照)を栽培します。市販の鉢植え用土3部(材料表を参照)と蒸気滅菌した表土2部からなる成長培地を使用します。</li>
		<li>毎日1回、朝に頭上灌漑システムで2分間苗に水をやります。</li>
		<li>V2段階で苗木を土壌レベルで刈り取り、収穫します。V2成長段階は、苗木の高さが5〜10 cmで、2つの目に見える襟付きの葉があるときに到達します21。</li>
		<li>湿らせたペーパータオルで植物を包み、ビニール袋に入れて実験室に運び、さらに処理します。</li>
	</ol></li>
	<li>菌類培養<ol><li>適切な寒天培地に約50粒の感染シリカを振りかけることにより、無菌条件下で保存された真菌シリカストック培養物を再活性化する22。形態学的変化および病原性の喪失を避けるために、継代培養は再活性化後に3倍以下に菌株を添加する。ジャガイモデキストロース寒天培地(PDA;材料 表参照)は C.グラミニコラ の培養に日常的に使用され、オートミール寒天培地(OA; 材料表参照)は S.maydisに使用されます。</li>
		<li>真菌ストックを培養するためのPDAを調製するには、市販の脱水PDA19.5gを500mLの脱イオン(DI)水に懸濁します。OAを作るには、市販の脱水OA36gを脱イオン水で15〜30分間煮沸し、3層のチーズクロスでろ過し、脱イオン水で500mLの濾液にします。滅菌するオートクレーブ媒体。</li>
		<li>形質転換株を扱う場合は、溶融して冷却した培地に適切な抗生物質(ハイグロマイシンB、遺伝剤など)を添加します。培地500 mL中のハイグロマイシンまたはゲネチシンの最終濃度は、それぞれ250 μg/mLおよび100 μg/mLです。</li>
		<li>胞子状の菌糸体が発達するまで、最適な条件下で培養物をインキュベートします。 Colletotrichum graminicola と S. maydis は、蛍光灯と周囲湿度レベルが連続する 23 °C でよく育ちます。胞子形成は、 S. maydis では接種後 7 日(dai)、 C. graminicola では 14 dai までに発生します。</li>
	</ol></li>
</ol>2.葉鞘接種
<ol><li>グラスウールフィルターユニットアセンブリ<ol><li>頑丈なハサミまたははさみを使用して、キャップと1.5 mL微量遠心チューブの円錐形の底から約0.5 mmを切り取ります( 材料表を参照)。</li>
		<li>グラスウール(約0.5 cm x 0.5 cm、 材料表を参照)をカットチューブの内側に置き、 図2に示すように中央の穴を覆います。</li>
		<li>ホウールガラスは刺激を引き起こす可能性があるため、グラスウールを切断するときは手袋を着用してください。</li>
	</ol></li>
	<li>リーフシースサポートラックの準備<ol><li>図3Aに示すように、スカートのない96ウェルPCRプレート(材料表を参照)を6つの2列(8 x 2ウェル)サポートラックに切断します。</li>
		<li>ウェルの円錐形の底が上を向き、平らな上部が下を向くように、2列ラックを裏返します(図3B)。</li>
		<li>湿らせた濾紙を入れたガラスペトリプレートに各支持体を置き、蓋で覆います( 材料表を参照)。このユニットは、シース用の小さな湿度チャンバーとして機能します。</li>
	</ol></li>
	<li>接種剤の調製<ol><li>各真菌株について、 図2に示すように、組み立てたグラスウールフィルターユニット1つを無傷の滅菌済み1.5 mL微量遠心チューブに入れます。後者は収集チューブとして機能します。</li>
		<li>チューブにラベルを付けます。</li>
		<li>胞子培養物から分生子を採取するには、まず各プレートに3〜4 mLの滅菌脱イオン水を浸します。場合によっては、コロニー表面に液体の層を生成するために、より多くの水が必要になることがあります。このシステムでは湿潤剤は必要ありません。</li>
		<li>滅菌された円錐形の先端の乳棒( 材料表を参照)を使用して寒天から胞子をほぐし、プレート全体を均等にこすります。</li>
		<li>胞子懸濁液1mLをグラスウールフィルターユニットに無菌的に塗布し、胞子が重力によって収集チューブに流れるようにします。</li>
		<li>ろ過した胞子懸濁液を含むコレクションチューブを 3,500 x g で 5 分間遠心分離します。胞子は、微量遠心チューブの底にペレット化する必要があります。 注:ここで推奨されている速度よりも速い速度で C.graminicola 胞子を遠心分離すると、生存率が大幅に失われます。</li>
		<li>液体をオートクレーブ可能な容器に注ぎ、1 mLの滅菌脱イオン水を加え、穏やかに攪拌してペレット状の胞子を再懸濁します。ステップ2.3.6のように遠心分離します。</li>
		<li>胞子を3回洗浄して、発芽や浸透を低下させる可能性のある自己阻害剤を含む可能性のある分生子マトリックスを取り除きます。</li>
		<li>3回目の洗浄後、300〜500μLの滅菌DI水を加えて、胞子を再懸濁して定量します。</li>
		<li>100倍の倍率の複合顕微鏡下で血球計算盤を使用して、胞子濃度を決定します。カウントする前に胞子染色は必要ありません。</li>
		<li>5 x 105 胞子/mL懸濁液を滅菌脱イオン水で調製します。 注: C.グラミニコラ 胞子懸濁液は、生存率が急速に失われる前に、室温で4時間以内に保つことができます。.分生子を冷蔵しても生存率は向上しません。</li>
	</ol></li>
	<li>シース接種<ol><li>植物に真菌株を接種する前に、関連するバイオセーフティの慣行と手順を確認してください。</li>
		<li>鞘の重なり合う縁に沿って親指の爪を走らせて、V2苗の最初の本葉から鞘を取り除き、シュートからそっと緩めます。シュートを取り外す前に、シュートの両側からシースを緩めます。</li>
		<li>回収した葉鞘を3〜5cmのセグメントに切ります。接種前にシースの表面消毒を行う必要はありません。</li>
		<li>各セグメントを非常にゆっくりと広げて、内側(同軸)表皮層を露出させます。</li>
		<li>接種用のシースを準備している間、乾燥を防ぐために、残りの切除シースを湿らせたペーパータオルで包んでおいてください。</li>
		<li>真菌胞子懸濁液20 μLを、 図4に示すように、シース片の中央、中肋骨の真上の内面に置きます。</li>
		<li>図5に示すように、接種した葉鞘を水平に置き、中肋骨を下にして、湿らせた濾紙を含むガラスペトリプレート内の支持体に入れます。</li>
		<li>各ラックには最大7つのシースを収納できます。サンプル調製またはインキュベーション中に発生する可能性のある反復の損失を補うために、株ごとに少なくとも5つのシースを接種します。</li>
		<li>小さな湿度チャンバーを、湿らせた発芽紙で裏打ちされた透明な収納ボックスに入れます( 材料表を参照)。</li>
		<li>箱を蓋で覆います。ボックスを23°Cでインキュベートし、意図した時間経過の間、観察される真菌の発生段階に応じて連続的に照射します。 C. graminicola を接種したトウモロコシ鞘の経時変化の概要を 表1に示す。</li>
		<li>鞘に病気の兆候や症状がないか毎日チェックし、発芽とろ紙の両方を湿らせておきます。葉鞘は、接種がない場合に明らかな植物細胞の死滅や分解なしに、最大6日間保持することができます。</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65755/65755fig02.jpg"> 図2:グラスウールフィルターユニットの準備。(A) 0.5cm×0.5cmのグラスウールボールを、円錐形の底を取り除いた微量遠心チューブ1の内側に入れます。 (B-C) 次いで、濾過管を微量遠心管2に入れて、胞子懸濁液調製用の組み立て済みフィルターユニットを生成する。BioRender.com で作成。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65755/65755fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65755/65755fig03.jpg"> 図3:スカートなしの96ウェルPCRプレートの切断方法。(A) PCRプレートを6つのサポートラック、8 x 2ウェルにカット。単一のシース支持体の例を (B )に示します。葉鞘は支持体に水平に置かれます。BioRender.com で作成。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65755/65755fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65755/65755fig04.jpg"> 図4:鞘の接種方法。 シース部のアキシャル面に直接塗布された接種液のシングルドロップ。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65755/65755fig04large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65755/65755fig05.jpg"> 図5:シースインキュベーション法。 接種した葉鞘を、湿らせた濾紙が入ったガラスペトリプレート内の支持ラックに水平に置いた。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65755/65755fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
3. 生細胞顕微鏡
<ol><li>顕微鏡用サンプル調製<ol><li>シース片を滅菌DI水でやさしくすすぎ、付着していない胞子や表面的な真菌の増殖を取り除きます。</li>
		<li>シースピースのアキシャル(内側)面を下向きにし、アキシャル(外側)面を一番上にして、シースを清潔なガラス顕微鏡スライド( 材料表を参照)に置きます。</li>
		<li>新しい片刃のカミソリの刃( 材料表を参照)を使用して、シースの端を約1cm切り取り、中肋の両側の層組織のほとんどを取り除きます。</li>
		<li>かみそりの刃をシースに対して90°の角度で保持して、軸方向の中肋骨から組織を剃り、接種スポットの上の軸面に表皮層を露出させます。均一な厚さを維持するようにしてください。葉鞘を削った後は、サンプルを損傷する可能性があるため、それ以上のトリミングはお勧めしません。</li>
		<li>剃った部分のサイズが1cm×1cm以下であることを確認してください。このプロセス中は、シースの中心を押さないでください。異なる胞子懸濁液を接種したシースを扱う場合は、手袋を消毒し、サンプル間でカミソリの刃を交換してください。</li>
		<li>清潔なガラス顕微鏡スライドを用意しておいてください。シースセクションを片方の端から持ち上げ、慎重に新しいスライドに移します。シースの接種された(同軸)表面は、対物レンズに最も近い最上部にある必要があります。真菌構造への損傷を避けるために、セクションを静かに取り付けます。</li>
		<li>切片に60 μLの滅菌脱イオン水を塗布し、24 mm x 60 mmのガラスカバーガラスを追加します( 材料表を参照)。気泡を避けるために、これをゆっくりと行ってください。</li>
		<li>顕微鏡検査の準備ができたら、カバーガラスを透明なマニキュアで密封し( 材料表を参照)、各端に小さな滴を置き、滴をマニキュアブラシで接続してシームレスシールします。 注:このシースプロトコルは、4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)、ニュートラルレッド、トリパンブルーなどの細胞学的染色剤、または植物細胞の生存率を評価するための細胞質分解の観察に使用できます。シース染色または細胞形質分解アッセイでは、カバーガラスを密封しないでください。</li>
		<li>プラズマ分解アッセイでは、高張溶液(0.75 Mスクロースまたは1 M塩化ナトリウム)をカバーガラスの一方の端に加え、折りたたんだ糸くずの出ないティッシュペーパーを使用して、サンプルを横切ってカバーガラスのもう一方の端まで溶液を引き寄せます。染色には、同様の方法で染色液を塗布します。</li>
	</ol></li>
	<li>広視野顕微鏡<ol><li>葉鞘を顕微鏡スライドに取り付けたら、400倍の倍率の広視野光学顕微鏡を使用して真菌のコロニー形成を検査します。</li>
		<li>真菌の構造を詳細に観察するには、サンプルの画質を向上させるために、油ではなく水浸対物レンズを使用します。屈折率のミスマッチによる球面収差は、画像劣化の原因となります。水対物レンズは、広視野光学顕微鏡と共焦点顕微鏡に使用できます。</li>
		<li>シースあたりのコロニー形成の相対量を決定するには、100倍の倍率の広視野光学顕微鏡を使用して、各真菌浸透部位から侵入したトウモロコシ細胞の数をカウントします。この定量化は、菌株、治療法、および/または発生段階を比較する統計分析の前に適切なスクリーニングステップです。</li>
	</ol></li>
	<li>共焦点レーザー走査型顕微鏡<ol><li>トランスジェニック真菌株の発生中にトウモロコシ組織中の蛍光タンパク質を観察するには、基本的な画像取得パラメーターを調整します。選択した蛍光マーカーに基づいて最適な励起/発光設定を特定します。 注:分泌タンパク質で構築された蛍光融合体を分析する場合は、60倍の水対物レンズが望ましいです。最新の共焦点顕微鏡は、アーチファクトや形状収差を避けるために、高度に補正された水浸対物レンズを備えています。</li>
		<li>蛍光タンパク質の生細胞イメージングを意図する場合は、自家蛍光のコントロールとして形質転換されていない真菌株を使用します。以下の画像取得パラメータを使用して、倒立共焦点顕微鏡およびmCherry蛍光タンパク質で真菌-宿主のダイナミクスをキャプチャします。レーザー出力を最大5%、発現レベルに応じて450〜600の高電圧(HV)、1.375 Xゲイン、3%オフセット、セクションあたり最大5つのトウモロコシ細胞の分析用の光学ズームファクター1、個々の菌糸の光学ズームファクターを2〜5に設定します。 注:高解像度のZスタック共焦点画像は、3次元データを提供し、宿主と病原体の間のリアルタイムの相互作用をよりよく表示します。</li>
		<li>分泌融合タンパク質に対応する蛍光強度の定量には、共焦点メーカーの画像解析ソフトウェアや、オンラインで無料でダウンロードできるImageJなどの画像処理プログラムを使用します。それに応じて蛍光シグナルを定量する方法の詳細については、マニュアルを参照してください。</li>
	</ol></li>
</ol>

トウモロコシ鞘と菌類の細胞間相互作用の可視化

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</ol>

著者らは、競合する金銭的利害関係はなく、開示するものも何もないと宣言しています。

ここで説明する最適化された葉鞘接種法は、イネの葉鞘のために開発され、適用されている元のプロトコルから変更されています6,8,36。これにより、広視野顕微鏡または共焦点顕微鏡を使用して、生きた植物細胞における真菌の成長と発生を直接かつ詳細に観察することができます。プロトコルはトウモロコシのコロニー形成の間にいろいろな顕微鏡現象の性格描写、比較および定量化のために適している対互換性のない相互作用の間に菌類の開発そして宿主の応答を含んで;プランタにおける特定の真菌タンパク質の産生および分泌;トウモロコシと真菌の相互作用中に生成される一般的または新規の病原性因子の細胞診および生化学。この方法は、トウモロコシの半栄養病原体および壊死栄養病原体に使用しました。生物栄養病原体(さび菌など)の接種は試みていませんが、鞘は生きているので、その用途にも有用です。また、この方法をソルガム鞘に適用し、宿主および栽培品種特異的耐性の細胞診の調査も行っています<...

細胞レベルでの空間的および時間的分析は、真菌と植物の相互作用の生理学と細胞学を理解するために重要です。過去には、化学的に固定された葉面組織1,2,3または透明化して染色した4、および人工膜5が、葉面病原体の発生と植物と真菌の相互作用の細胞診を調べるために使用されてきました。しかし、固定や透明化を行わずに、生きた宿主組織の感染事象をリアルタイムで調べることは、イメージング用の光学的に透明なサンプルの調製に関連する技術的な問題があるため、困難です。
1940年代後半に、イネいもち病菌Magnaporthe oryza6に対する生きたイネ表皮細胞の耐性を明視野顕微鏡で調べるために、分離葉鞘接種プロトコルが開発されました。最近では、ColletotrichumおよびMagnaporthe種による宿主コロニー形成の詳細な分子学的、生理学的、および細胞学的観察は、この葉鞘法の修正バージョンと、蛍光タンパク質を発現する真菌形質転換体、および落射蛍光および共焦点顕微鏡検査を含む高性能生細胞イメージングプロトコルを組み合わせることによって非常に容易になりました7,8,9,10、11、12、13。
この論文では、半栄養性および壊死栄養性の葉状真菌病原体による感染過程を観察するために、剥離したトウモロコシ葉鞘を使用した最適化された接種プロトコルについて詳しく説明します。具体的には、炭疽病の葉枯れ病や茎腐病の原因菌であるColletotrichum graminicola(C. graminicola)や、ディプロディアの葉枯れ病や茎腐病の原因となるStenocarpella maydisの研究に使用しています。ただし、この方法は、他の半栄養性および壊死栄養性の葉面真菌病原体にも適用できるはずです。これらの切除された葉鞘における感染およびコロニー形成イベント中の細胞学的および生理学的応答は、葉身全体の反応と同様である12,14,15。さらに、C. graminicolaによる鞘表皮細胞の半栄養性コロニー形成は、茎髄細胞のコロニー形成に類似している16,17。剥離した鞘は、葉身や茎の髄組織よりも、真菌の浸透とコロニー形成の同期性と実験的再現性が高いことを示しています14,16,17,18。ほとんどのトウモロコシ品種は、このプロトコルに使用できます。ただし、鞘に過剰な紫色の色素を持つ近交系またはハイブリッドは、色素がイメージングを妨げるため、あまり適していません。ゴールデンジュビリースイートコーンは、未処理の種子が市販されており、植物は多くの葉の病気に非常にかかりやすく、温室でよく育つため、私たちの研究に特に役立ちました。1970年代に米国で炭疽病の茎腐れ病が最初に流行した結果、インディアナ州ではスイートコーンの収穫が完全に失われました19,20。この葉鞘接種法は、生きた植物細胞と局所的に殺された植物細胞の真菌の成長と発生を直接観察および定量化し、真菌感染に対する適合/非互換応答における耐性反応を実証し、同じ鞘上の真菌株間の相互作用をリアルタイムでテストするために適用できます。

<table><tbody><tr><td>Axiocam モノクロ顕微鏡カメラ</td><td>ZEISS</td><td>426560-9010-000</td><td>Axioplan 2 顕微鏡と互換性があり、ライブセルイメージングに低読み取りノイズと高速性を提供</td></tr><tr><td>Axioplan 2 落射蛍光顕微鏡</td><td>ZEISS</td><td>N/A</td><td>ライブビューイングと画像/ビデオキャプチャが可能 &nbsp;生物学的サンプルの&nbsp;</td></tr><tr><td>卓上遠心分離機 24 X 1.5/2 mL</td><td>サーモフィッシャーサイエンティフィック</td><td>75002431</td><td>Sorvall Legend Micro 17; 最高速度: 13,300 rpm (17,000 x g)</td></tr><tr><td>蓋付きファルコン細菌学ペトリ皿</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>08-757-105</td><td>ポリスチレン素材; 疎水性表面</td></tr><tr><td>濾紙&nbsp;</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>09-920-115</td><td>Whatmanグレード1 ペトリプレート湿潤チャンバーFV</td></tr><tr><td>3000レーザー走査型共焦点顕微鏡</td><td>オリンパス</td><td>N / A</td>真菌<td>形質転換体の視覚化用'&nbsp;</td></tr><tr><td>発芽紙</td><td>アンカーペーパー株式会社</td><td>プラスチック</td><td>の箱の湿った部屋</td></tr><tr><td>ガラス ペトリ皿</td><td>VWRインターナショナル</td><td>75845-542</td><td>タイプ1のクラスA、33の拡張ホウケイ酸ガラスのためのSD7615L 76#重い重量; コンプリートセット(カバー+底面)、ペトリプレート湿りチャンバー用</td></tr><tr><td>グラスウール&nbsp;</td><td>オハイオ・バレー・スペシャルティ・ケミカル&nbsp;</td><td>3350</td><td>グラスウールフィルターユニット</td></tr><tr><td>用 血球計算計/ノイバウアー 計数チャンバーとカバーガラス</td><td>VWR International</td><td>15170-172</td><td>0.1 mm チャンバー深さ; 2 つの 0.4 mm カバーガラスが付属</td></tr><tr><td>顕微鏡カバースリップ</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>12-553-457&nbsp;</td><td>ホウケイ酸ガラス、100個入り、長さ22mm、幅22mm</td></tr><tr><td>トウモロコシ品種ゴールデンジュビリー種子</td><td>ウェストコースト種子株式会社、デルタ、ブリティッシュコロンビア州、カナダ</td><td>CN361</td><td>成熟&nbsp;95-105日で;種子の種類: F1</td></tr><tr><td>微量遠心チューブ&nbsp;</td><td>USAサイエンティフィック&nbsp;&nbsp;</td><td>1415-2500</td><td>1.5 mL</td></tr><tr><td>顕微鏡スライド&nbsp;</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>12-550-123&nbsp;</td><td>スーパーフロストホワイトタブスライド、長さ76 mm、幅25 mm</td></tr><tr><td>オートミール寒天 (OA)</td><td>VWR International</td><td>255210</td><td>Difco Oatmeal Agar, BD; 500 g</td></tr><tr><td>Nail polish</td><td>Revlon</td><td>43671</td><td>顕微鏡スライドを密封するための透明なマニキュア; カラー 771 クリア</td></tr><tr><td>スカートなしの 96 ウェル PCR プレート</td><td>USA Sientific</td><td>1402-9500</td><td>100 uL プレート容量</td></tr> 微<tr><td>量遠心チューブ用乳棒</td><td>USA Scientific&nbsp;</td><td>1415-5390</td><td>円錐形の先端; ポリプロピレン素材</td></tr><tr><td>PlanApo 60X/1,00 WLSM 水対物レンズ&nbsp;</td><td>オリンパス</td><td>1-UB933</td><td>オリンパス FV 3000 共焦点顕微鏡</td></tr><tr><td>Potato Dextrose Agar (PDA)</td> <td>VWR International</td><td>90000-758</td><td>Difco Potato Dextrose Media, BD; 500 g</td></tr><tr><td>Pro-Mix BX</td><td>Premium Horticulture Supply Co.</td><td>N / A</td><td>プレミアム汎用成長培地は、 a&nbsp;保水と適切な排水のバランス</td></tr><tr><td>SC10コーンテイナー&nbsp;</td><td>グリーンハウスメガストア&nbsp;</td><td>CN-SS-SC-10B</td><td>直径 1.5 インチ、奥行き 8.25 インチ、容量 164 mL</td></tr><tr><td>SC10 コーンテイナー トレイ</td><td>温室メガストア&nbsp;</td><td>CN-SS-SCTR98</td><td>長さ 24 インチ x 幅 12 インチ x 高さ 6.75 インチ; SC10 コーンテイナー</td></tr><tr><td>1 枚刃</td><td></td><td>17-989-145</td><td>AccuTec ブレード; 鋼材; 長さ 38 mm ブレード</td></tr><tr><td>ラッチ クロージャー付き収納容器/ボックス</td><td>ターゲット</td><td>002-02-0405</td><td>リモイスト チャンバー用のクリア ビュー 収納ボックス。 外形寸法:23 5/8インチx 16 3/8インチx 6 1/2インチ;32クォート容量</td></tr></tbody></table>

真菌葉トウモロコシ病原体による感染の生細胞イメージングのための分離トウモロコシ鞘

Detached Maize Sheaths for Live-Cell Imaging of Infection by Fungal Foliar Maize Pathogens

トウモロコシの葉鞘に半栄養性および壊死栄養性の葉面病原性真菌を接種するためのプロトコルを最適化しました。この方法は、もともとイネの葉鞘に適用されていた方法から変更され、生きた植物細胞の真菌の成長と発生を直接顕微鏡で観察することができます。トウモロコシの苗から採取した葉鞘に、2つの葉の襟が完全に出現し、20 μLの滴下(5 x 105 胞子/mLの真菌胞子懸濁液)を接種し、23°Cの湿度チャンバー内で連続蛍光灯下でインキュベートします。24〜72時間後、余分な組織をカミソリの刃で除去し、表皮細胞の単層、化学的固定や透明化を必要とせずに直接画像化できる光学的に透明なサンプルを残します。植物細胞と真菌細胞は実験期間中生き続け、相互作用をリアルタイムで視覚化できます。シースを染色または形質分解して、感染およびコロニー形成中の宿主細胞および病原体細胞の発生細胞診および生存率を研究することができます。蛍光タンパク質を発現するように形質転換された真菌株を鞘に接種または同時接種することで、分解能を高め、競合的または相乗的相互作用の評価を容易にすることができます。蛍光融合タンパク質を発現する真菌株を使用して、 プランタにおけるこれらの個々のタンパク質の産生および標的化を追跡および定量化することができます。接種した鞘組織を抽出して、核酸、タンパク質、または代謝物を特徴付けることができます。これらのシースアッセイの使用は、トウモロコシの真菌病原性のメカニズム、および病原性に寄与する真菌タンパク質エフェクターおよび二次代謝産物の詳細な研究を大幅に前進させました。

以下の例は、トウモロコシ葉鞘接種法を使用した後の代表的な結果を示しています。これらの例は、トウモロコシと真菌の相互作用の観察と比較を、この最適化されたアッセイでリアルタイムに行うことの容易さ、速度、精度を示しています。また、生細胞イメージングは定量的な情報の抽出を可能にし、分子学的、細胞学的、生理学的の比較研究に有用なツールを提供します。詳細については、成功した各アプリケーションについて引用されている元の出版物に記載されています。
データ例1:真菌の状態評価と真菌感染に対する植物の応答の検出のための接種された葉鞘の染色および形質分解の使用 トウモロコシの葉鞘は、明視野顕微鏡で生きた宿主細胞における Colletotrichum graminicola および Stenocarpella maydis の感染プロセスを視覚化および比較するために使用され、コロニー形成パターンと時間経過の詳細な説明を可能にしました(未発表の結果; 図6)。
<p...

この原稿では、トウモロコシと真菌植物病原体との相互作用の再現性のある細胞学的、生理学的、および分子学的研究のために、剥離したトウモロコシの葉鞘を使用する最適化された接種プロトコルについて詳しく説明します。葉鞘は、未固定組織における生きた植物と真菌の間の細胞相互作用のリアルタイム観察を容易にします。

We have optimized a protocol to inoculate maize leaf sheaths with hemibiotrophic and necrotrophic foliar pathogenic fungi. The method is modified from one ...

そこで私たちの研究チームは、植物の真菌病原性メカニズムを理解し、病害管理を改善することを目指しています。私たちは現在、トウモロコシの自生菌がハウスキーピング機能を超えてタンパク質の分泌をどのように制御するかを研究しています。私たちのプロトコルは、真菌のコロニー形成の複製と再現性全体で高い同期性を示しています。また、当社のアッセイでは、サンプルを透明化したり固定したりしてから、リアルタイムでイメージングする必要がありません。この方法は、植物と病原体の相互作用にさまざまな用途を提供し、トウモロコシの真菌病原性のメカニズムに関する詳細な研究と比較ゲノム解析に貢献しました。

detached-maize-sheaths-for-live-cell-imaging-infection-fungal-foliar

Research

JoVE Journal

Biology

生物学

植物のディフェンシンは、病原体に対する植物の防衛のために重要な役割を果たします。アクション (MOA) の彼らのモードについての抗真菌剤としてこれらの抗真菌ペプチドの有効利用は重要なです。ここでは、これらのペプチドの MOA...

エントリのモードと抗真菌植物のディフェンシンの細胞内局在を検討する真菌細胞の生細胞イメージング

アグロバクテリウムベースの注射(アグロインジェクション)プロトコルは、トウモロコシの苗木にフォックステールモザイクウイルスとサトウキビモザイクウイルスクローンを接種するために提示されています。このようにして接種すると、ウイルス感染、マーカー遺伝子のウイルス誘発遺伝子サイレンシング、およびGFPのウイルス過剰発現がもたらされる。...

組換えフォックステールモザイクウイルスおよびサトウキビモザイクウイルス感染性クローンの注射によるトウモロコシ苗木の直接農業接種

これは、最小限の試薬と一般的な実験装置(基本的なスマートフォンを含む)を使用した大麦葉鞘アッセイの簡単なプロトコルです。目的は、高度な顕微鏡装置にアクセスすることなく、実験室でいもち病の初期感染プロセスを視覚化することです。...

オオムギのイネいもち病(Magnaporthe oryzae)の初期感染部位を基礎顕微鏡とスマートフォンで可視化

トウモロコシの葉の原基は深く覆われて転がされているため、研究が困難です。ここでは、蛍光および共焦点イメージングのために、トウモロコシの葉の原基の横断切片と展開されたマウント全体を準備するための方法を紹介します。...

蛍光および共焦点イメージングのためのトウモロコシ葉原基の横断切片および展開されたマウント全体を調製するための改善された方法

このオスのトウモロコシ減数子細胞における免疫局在プロトコルは、減数分裂中に細胞の三次元的な完全性を維持します。これは、DNA染色剤であるDAPIに加えて、保存されたパラホルムアルデヒド固定物質中の最大3つの独立した抗体の細胞内局在を動的に追跡することを可能にします。...

トウモロコシ減数細胞における三次元免疫局在化

蛍光標識したオートファジーマーカーのタイムラプス顕微鏡は、高時間分解能とダイナミックオートファジー応答の監視ができます。...

初期のオートファジーイベントの細胞イメージングライブOmegasomesを以降

造血幹細胞および前駆細胞（HSPCs）および骨髄ニッチの間の相互作用の性質は、ほとんど理解されている。カスタムハードウェアの修正および多段階取得プロトコルは、ex vivo画像骨髄エリア内ホーミング標識HSPCs、追跡相互作用及び運動に二光子共焦点顕微鏡の使用を可能にする。...

成体マウス頭蓋冠骨髄中の造血幹細胞および前駆細胞のin vivo 4次元トラッキングで

&gt;jove_content&lt;ここでは、飢餓パッド(中央の空洞を含む顕微鏡スライドにアガロースと水道水の混合物をアガロースと水道水の混合物)を使用してPenicillium...

オートファジーの解析で<em&gt;ペニシリウム·クリソゲヌム</em&gt;蛍光顕微鏡と組み合わせて飢餓パッドを使用した

側根誘導系で<em&gt;シロイヌナズナ</em&gt;とトウモロコシ

最近、タンパク質のミスフォールディングとタンパク質の静止を研究するシステムとして、社会性アメーバDictyostelium discoideumが確立されました。ここでは、D.

タンパク質の品質管理システムを学びます<em&gt; D。 discoideumの</em&gt;温度制御された生細胞イメージングを用い

学ぶ分離トウモロコシ鞘を用いたColletotrichum graminicolaによる真菌感染の生細胞イメージング手法。固定や透明化を必要とせず、植物と病原体の相互作用をリアルタイムで観察可能な再現性の高いプロトコルです。

真菌葉トウモロコシ病原体による感染の生細胞イメージングのための分離トウモロコシ鞘

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