茎潰瘍病原体によって誘発されるポプラ不定根:根の生物学と光応答関連過程を研究するための実験的システム

この研究プロトコルの範囲は、ポプラの木の枝の茎に真菌病原体をガードルリングして接種することにより、不定根を生成する方法を説明することです。この方法は、ポプラと病原体の相互作用における根生物学と光応答プロセスの研究のための理想的な実験システムとして提案します。

植物の成長促進根粒菌、外部内生菌、維管束菌根菌、外生菌根菌などの根への有益微生物の増殖促進は多くの植物種で報告されていますが、病原体による不定増殖の誘導は文書化されていません。このプロトコルは、ポプラの根の発達の正常な現象を示します。

ポプラの根の発達と行動は、さまざまな環境や有益な微生物との相互作用で研究されてきました。しかし、私たちの研究は、植物成長生物学の新しい分野、真菌茎病原体によるポプラの不定根の誘導を導入しています。この発見は、成長生物学の研究だけでなく、植物と病原体の相互作用の理解も前進させると考えています。

この研究プロトコルは、茎の病原体がポプラの不定根を誘発することを示しました。病原体は、転写、転写後、およびエピジェネティック修飾レベルで不定根の遺伝子発現パターンも変化させる可能性があることを受け入れることができます。したがって、このプロトコルで提案された方法は、ポプラの不定根に関する研究への道を切り開きました。

今後は、ポプラに不定根の形成を誘導する潰瘍病原体の生理学的および分子的メカニズムに焦点を当てます。また、病原体接種後のポプラ不定根の抵抗性メカニズムとエピジェネティックな修飾を研究し、この現象の植林への応用を解明しようとします。

[ナレーター]ジャガイモデキストロース寒天培地またはPDA培地を調製するには、6グラムのジャガイモ抽出物、20グラムのブドウ糖、および20グラムの寒天を1リットルの水に溶かします。培地を摂氏121.1度で30分間滅菌します。培地を、それぞれ20ミリリットルのPDA培地を含むペトリ皿に注ぎます。ペトリ皿の中央にValsa sordidaまたはBotryosphaeria dothideaの活性化真菌菌糸体キューブを接種します。皿を摂氏28度の暗所で7〜10日間インキュベートします。インキュベーション後、真菌菌糸体を含むPDA培地をストリップに切断します。次に、1〜2歳の元気に成長するポプラの苗木を選択し、苗木から成熟した茎を選択します。接種領域を75%エタノールで滅菌します。滅菌したポプラの茎の表皮と師部を慎重に包みます。部分的な形成層を含む帯状の師部リングを取り除き、内形成層または木部組織を露出させます。師部ガードリング接種処理として、ガードリング領域を真菌菌糸体ストラップで完全に覆います。接種した茎を伸縮性のある透明な接ぎ木テープを4層に巻き付けて水分を保持します。滅菌ナイフを使用して、露出した領域の内形成層組織をこすり、損傷します。次に、形成層除去処理の一環として、PDAストラップをガードリング領域に接種します。次に、ガードリングコントロールとして、未培養のPDA培地ストラップをガードリング領域に直接接種します。接種した茎を伸縮性のある透明な接ぎ木テープを4層に巻き付けて水分を保持します。接種した茎を棒で結び、防風林から守ります。接種から14〜30日後、ポプラの不定根の形成を観察し、記録します。ポプラの茎の表皮を慎重に帯状に巻き付けて、緑色の師部組織を露出させます。次に、師部組織を垂直にこすり落とし、師部の内部構造を露出させます。前に示したように、帯状の表皮領域に真菌菌糸体とPDAストラップを接種します。接種した茎を伸縮性のある透明な接ぎ木テープを4層に巻き付けます。接種から14〜30日後、ポプラ不定根または不定根の形成を観察し、記録します。茎潰瘍病原菌V.sordidaとB.dothideaは師部帯状接種後のPopulus alba var.pyramidalis茎に不定根の形成を誘導した6歳のP. alba var. pyramidalisの幹にも不定根が誘導され、病原菌V.sordidaは師部の帯状化後、根の長さが7.0センチメートルを超えました。師部ガードリングまたは表皮ガードリング接種法を用いてポプラに不定根を誘導した後、病原菌接種部位をアルミホイルで包み、遮光処理を行います。茎を棒で結んで防風林から守ります。20日後、茎からアルミホイルを取り除きます。アルミホイルで陰影のあるポプラの不定根を観察し、写真を撮ります。日陰のポプラ不定根を日光または人工光源の下で栽培します。1〜5日間光にさらした後、接ぎ木テープを剥がし、ポプラの不定根を収穫します。不定根をアルミホイルで包みます。不定根サンプルを液体窒素に浸し、摂氏マイナス80度で保管します。光への曝露により、白色または淡赤色の不定根が赤不定根に変化しました P. alba var. ピラミダリス 3日以内に、色素生合成がシアニジン3-O-グルコシド形成に関連していました。