Name: In vivo葉接種:茎潰瘍病のポプラ育種におけるハイブリッドクローンの耐病性を評価するための代替法 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: 学ぶポプラのin vivo葉接種法による茎潰瘍病耐性評価の代替的手法。Cytospora chrysospermaとBotryosphaeria dothideaに対する大規模ハイブリッドクローンのスクリーニング期間を2年に短縮し、育種プログラムを加速する効率的な方法です。

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<meta charset="utf8"></head><body>ポプラ茎潰瘍耐性をスクリーニングするための迅速なIn vivo葉接種

<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>アルミホイル</td><td>バイオシャープ</td><td>BS-QT-027B</td><td></td></tr><tr><td>C.クリソスペルマ分離</td><td>中国林業文化収集センター</td><td>CFCC86775</td><td>私たちの研究室による分離と保存</td></tr><tr><td>Cytospora chrysosperma</td><td>植物生理学研究室、林業新技術研究所、中国林業</td><td>院NCBIアクセッション番号:rRNA-ITSの場合はMK994101、EF1&alphaの場合はMN025273。遺伝子&nbsp;&nbsp;CGMCC番号:40575</td><td>当研究所による分離保存</td></tr><tr><td>エプソン・パーフェクションV370 フォト</td><td>・エプソン&nbsp;</td><td>V370</td><td>スキャナー;葉を画像PDA</td></tr><tr><td>(ジャガイモデキストロース寒天)にスキャンします&nbsp;</td><td>Solarbio</td><td>P8931</td><td>菌類の増殖に栄養を与える</td></tr><tr><td>PEプラスチックフィルム</td><td></td><td></td><td>葉に菌類を固定するには</td></tr><tr><td>Populus alba var. Pyramidalis</td><td>Plant Physiology Laboratory, Institute of Forestry New Technology, Chinese Academy of Forestry</td><td></td><td>Cultiv., Cultiv.,</td></tr> Manufacturers by our laboratory <tr><td>SPSS</td><td>IBM</td><td></td><td>データ解析ソフトウェア</td></tr><tr><td>サーモスタットインキュベーター</td><td>Shanghai Kuntian Laboratory Instrument Co., Ltd</td><td>KTD-6000</td><td>真菌の成長のための環境を提供する</td></tr><tr><td>タフなTG-6カメラ</td><td>OLYMPUS</td><td></td><td>病気の葉の写真を撮るには</td></tr></tbody></table>

in vivo葉接種:茎潰瘍病のポプラ育種におけるハイブリッドクローンの耐病性を評価するための代替法

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

このプロトコルでは、幹潰瘍病原体 C.chrysosperma に感染した48のポプラハイブリッドクローンで概略ワークフローを実施しました(図1)。ポプラ雑種クローンは、北京の中国林業院(CAF)の苗床で栽培された P.deltoidesの交配子孫の一部です。
茎潰瘍病原体C.chrysosperma分離株CZCは、ポプラ潰瘍病6,7,8,9の生理学的研究に使用され、当研究室に寄託された典型的な真菌株(中病原性)です。その結果、茎潰瘍病原体C.chrysospermaの接種は、壊死性病変(図2B、C)とポプラ葉上のピクニジウム様構造(図2D-F)を誘発することを示しました。さらに、結果は、茎潰瘍病原体C.chrysospermaがCZCを分離することによって接種された葉の病害性に影響を与えることを示した葉の位置(または葉の年齢と葉の個体発生)(図2G-I)と葉の光の状態(図2J-L)も示しました。
真菌接種剤の病原性は、未知の雑種集団の耐性スクリーニングにおける重要な要素です。しかし、育種における毒性のある株の選択については、最も毒性の高い株10と中程度の毒性の株11を使用することという2つの対立する見解がありました。このプロトコルの予備実験では、ハイブリッドポプラ「Bofeng 3」の10の真菌分離株の病原性検出からCZCを分離するためにC.chrysospermaを選択しました。心強いことに、結果は、SPSSのShapiro-Wilkテスト分析によって確認されたように、48のポプラハイブリッドクローンの異なる耐性レベルにわたるポプラクローンの分布が正常であることを示しており、この分離株がこの現在のポプラハイブリダイゼーション集団の耐性スクリーニングに好まれていることを示唆しています。48個のポプラクローンの耐性スクリーニングの部分的な結果を図3A-Cに示します。さらに、病原体B.dothideaの6つの分離株は、ハイブリッドポプラ「Bofeng3」とは異なる病原性を持ち、分離株SD47およびSD60は、試験された真菌株の中で最も毒性の高い分離株であることが示されました(図3D-F)ことから、葉の接種法はポプラ茎潰瘍病病病原体の病原性スクリーニングにも使用されることが示唆されています。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig01.jpg"> 図1:ポプラクローンの in vivo 葉接種による茎潰瘍耐性を評価する概略ワークフロー。 活性化された茎潰瘍性病原体 Cytospora chrysosperma isolate CZCを、28°Cの暗闇でPDAプレートで10日間培養しました。次に、 C. chrysosperma 菌糸体を正方形の立方体(一辺の長さ1.0〜1.2 cm)に切断し、1年生のポプラの苗木または多年生のポプラに枝分かれした1年生のポプラを上部の5〜7番目の 葉の上面に接種しました。菌糸体の立方体の菌糸側は葉に面していました。小葉(葉幅&lt;8.0cm)には1枚の葉に菌糸体を2個、大葉(葉幅≥8.0cm)には菌糸体を4個接種しました。ただし、大小の葉、10個の菌糸体キューブ、および2個のPDAミディアムキューブが苗木/枝に接種されました。次に、接種した葉を幅6.0〜8.0cmのプラスチック保護テープで包み、キューブを固定し、水分の損失を防ぎます。葉と立方体に針を刺して、正方形の中心と4つの頂点に傷口を作りました。接種した葉は、野外/温室で栽培し、接種後5〜7日で観察、撮影/スキャンしました。次に、画像をImageJソフトウェアにロードして、各ポプラクローンの穿孔された傷口から発生する壊死斑の平均面積を測定しました。最後に、疾患発生率と疾患指数は、各ポプラクローンの壊死スポットの平均面積に基づいて計算されました。疾病指数によると、試験されたすべてのポプラクローンは、異なる耐性グループに分けられました。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig02.jpg"> 図2:潰瘍性病原体C.クリソスペルマに感染したハイブリッドポプラクローンB246の葉接種による古典的な葉の病変特性。(B、C)壊死斑;(D-F)ピクニジア構造を持つ壊死斑;(G-I)1歳の苗木/枝における接種葉の位置は、ハイブリッドポプラ品種「Bofeng 3」の茎潰瘍病原体C.chrysospermaの疾患の重症度に影響を与えます。(J-L)光条件は、ポプラ品種「Bofeng 3」の病気の重症度に影響を与えます。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67290/67290fig03.jpg"> 図3:抵抗スクリーニングと感受性検出。(A-C)ハイブリッドポプラクローンの耐性スクリーニングと、(D-F)ハイブリッドポプラクローン「Bofeng 3」における病原体Botryosphaeria dothidea分離株のin vivo葉接種法による検出。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67290/67290fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>深刻度グレード</td>
			<td>採点基準</td>
			<td>レベル</td>
		</tr><tr><td>病気はありません</td>
			<td>症状なし、壊死領域0〜2.0mm²</td>
			<td>0</td>
		</tr><tr><td>非常にマイルド</td>
			<td>壊死領域 2.0–4.0 mm²</td>
			<td>1</td>
		</tr><tr><td>軽度の病気</td>
			<td>壊死領域 4.0–6.0 mm²</td>
			<td>2</td>
		</tr><tr><td>中等度の病気</td>
			<td>壊死領域 6.0–8.0 mm²</td>
			<td>3</td>
		</tr><tr><td>中等度重症の疾患</td>
			<td>壊死領域 8.0–10.0 mm²</td>
			<td>4</td>
		</tr><tr><td>重篤な疾患</td>
			<td>壊死領域が10.0mm²を超える</td>
			<td>5</td>
		</tr></tbody></table>表1:葉の潰瘍性病原体によって誘発される壊死症状の重症度等級付け。

In vivo葉接種:茎潰瘍病のポプラ育種におけるハイブリッドクローンの耐病性を評価するための代替法

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

in-vivo-leaf-inoculation-an-alternative-method-to-assess-disease

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Biology

生物学

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