Name: Inentingsstrategieën om plantenwortels te infecteren met door de bodem overgedragen micro-organismen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-03-01T13:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 16 s
Description: Leer drie methoden om plantenwortels te infecteren met bodemovergedragen micro-organismen zoals Verticillium. Deze technieken ondersteunen onderzoek naar wortel-microbe interacties op moleculair en histologisch niveau.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs erkennen Tim Iven en Jaqueline Komorek voor eerder werk aan deze methoden, de groep van Wolfgang Dröge-Laser (Afdeling Farmaceutische Biologie, Universiteit van Würzburg, Duitsland) voor het leveren van de apparatuur en de middelen die nodig zijn voor dit werk, en Wolfgang Dröge-Laser evenals Philipp Kreisz (beide Universiteit van Würzburg) voor kritische proeflezing van het manuscript. Deze studie werd ondersteund door de "Deutsche Forschungsgemeinschaft" (DFG, DR273/15-1,2).

<ol><li>Mendes, R., Garbeva, P., Raaijmakers, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rhizosphere+microbiome%3A+significance+of+plant+beneficial%2C+plant+pathogenic%2C+and+human+pathogenic+microorganisms%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiology+Review%22%5BJournal%5D)">The rhizosphere microbiome: significance of plant beneficial, plant pathogenic, and human pathogenic microorganisms.</a> FEMS Microbiology Review. 37 (5), 634-663 (2013).</li>
<li>Yadeta, K. A., Thomma, B. P. H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+xylem+as+battleground+for+plant+hosts+and+vascular+wilt+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Plant+Science%22%5BJournal%5D)">The xylem as battleground for plant hosts and vascular wilt pathogens.</a> Frontiers in Plant Science. 4, 97(2013).</li>
<li>Delgado-Baquerizo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+proportion+of+soil-borne+pathogens+increases+with+warming+at+the+global+scale%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Climate+Change%22%5BJournal%5D)">The proportion of soil-borne pathogens increases with warming at the global scale.</a> Nature Climate Change. 10 (6), 550-554 (2020).</li>
<li>Berendsen, R. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disease-induced+assemblage+of+a+plant-beneficial+bacterial+consortium%5BTitle%5D)+AND+%22The+ISME+Journal%22%5BJournal%5D)">Disease-induced assemblage of a plant-beneficial bacterial consortium.</a> The ISME Journal. 12 (6), 1496-1507 (2018).</li>
<li>Yuan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Root+exudates+drive+the+soil-borne+legacy+of+aboveground+pathogen+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiome%22%5BJournal%5D)">Root exudates drive the soil-borne legacy of aboveground pathogen infection.</a> Microbiome. 6 (1), 156(2018).</li>
<li>Liu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+the+plant+recruitment+of+beneficial+microbes+to+suppress+soil-borne+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22New+Phytologist%22%5BJournal%5D)">Evidence for the plant recruitment of beneficial microbes to suppress soil-borne pathogens.</a> New Phytologist. 229 (5), 2873-2885 (2021).</li>
<li>Wang, H., Liu, R., You, M. P., Barbetti, M. J., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathogen+biocontrol+using+plant+growth-promoting+bacteria+%28PGPR%29%3A+role+of+bacterial+diversity%5BTitle%5D)+AND+%22Microorganisms%22%5BJournal%5D)">Pathogen biocontrol using plant growth-promoting bacteria (PGPR): role of bacterial diversity.</a> Microorganisms. 9 (9), 1988(2021).</li>
<li>Inderbitzin, P., Subbarao, K. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Verticillium+systematics+and+evolution%3A+how+confusion+impedes+Verticillium+wilt+management+and+how+to+resolve+it%5BTitle%5D)+AND+%22Phytopathology%22%5BJournal%5D)">Verticillium systematics and evolution: how confusion impedes Verticillium wilt management and how to resolve it.</a> Phytopathology. 104 (6), 564-574 (2014).</li>
<li>Eynck, C., Koopmann, B., Grunewaldt-Stoecker, G., Karlowsky, P., von Tiedemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+interactions+of+Verticillium+longisporum+und+V.+dahliae+with+Brassica+napus+with+molecular+and+histological+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Plant+Pathology%22%5BJournal%5D)">Differential interactions of Verticillium longisporum und V. dahliae with Brassica napus with molecular and histological techniques.</a> European Journal of Plant Pathology. 118 (3), 259-274 (2007).</li>
<li>Floerl, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defence+reactions+in+the+apoplastic+proteome+of+oilseed+rape+%28Brassica+napus+var.+napus%29+attenuate+Verticillium+longisporum+growth+but+not+disease+symptoms%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">Defence reactions in the apoplastic proteome of oilseed rape (Brassica napus var. napus) attenuate Verticillium longisporum growth but not disease symptoms.</a> BMC Plant Biology. 8, 129(2008).</li>
<li>Leonard, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Verticillium+longisporum+elicits+media-dependent+secretome+responses+with+capacity+to+distinguish+between+plant-related+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Verticillium longisporum elicits media-dependent secretome responses with capacity to distinguish between plant-related environments.</a> Frontiers in Microbiology. 11, 1876(2020).</li>
<li>Depotter, J. R. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Verticillium+longisporum%2C+the+invisible+threat+to+oilseed+rape+and+other+brassicaceous+plant+hosts%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Plant+Pathology%22%5BJournal%5D)">Verticillium longisporum, the invisible threat to oilseed rape and other brassicaceous plant hosts.</a> Molecular Plant Pathology. 17 (7), 1004-1016 (2016).</li>
<li>Fröschel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+gain-of-function+screen+reveals+redundant+ERF+transcription+factors+providing+opportunities+for+resistance+breeding+toward+the+vascular+fungal+pathogen+Verticillium+longisporum%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Plant-Microbe+Interactions%22%5BJournal%5D)">A gain-of-function screen reveals redundant ERF transcription factors providing opportunities for resistance breeding toward the vascular fungal pathogen Verticillium longisporum.</a> Molecular Plant-Microbe Interactions. 32 (9), 1095-1109 (2019).</li>
<li>Zhou, L., Hu, Q., Johansson, A., Dixelius, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Verticillium+longisporum+and+V.+dahliae%3A+infection+and+disease+in+Brassica+napus%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Pathology%22%5BJournal%5D)">Verticillium longisporum and V. dahliae: infection and disease in Brassica napus.</a> Plant Pathology. 55 (1), 137-144 (2006).</li>
<li>Ralhan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+vascular+pathogen+Verticillium+longisporum+requires+a+jasmonic+acid-independent+COI1+function+in+roots+to+elicit+disease+symptoms+in+Arabidopsis+shoots%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiology%22%5BJournal%5D)">The vascular pathogen Verticillium longisporum requires a jasmonic acid-independent COI1 function in roots to elicit disease symptoms in Arabidopsis shoots.</a> Plant Physiology. 159 (3), 1192-1203 (2012).</li>
<li>Reusche, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stabilization+of+cytokinin+levels+enhances+Arabidopsis+resistance+against+Verticillium+longisporum%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Plant-Microbe+Interactions%22%5BJournal%5D)">Stabilization of cytokinin levels enhances Arabidopsis resistance against Verticillium longisporum.</a> Molecular Plant-Microbe Interactions. 26 (8), 850-860 (2013).</li>
<li>Iven, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcriptional+activation+and+production+of+tryptophan-derived+secondary+metabolites+in+Arabidopsis+roots+contributes+to+the+defense+against+the+fungal+vascular+pathogen+Verticillium+longisporum%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Plant%22%5BJournal%5D)">Transcriptional activation and production of tryptophan-derived secondary metabolites in Arabidopsis roots contributes to the defense against the fungal vascular pathogen Verticillium longisporum.</a> Molecular Plant. 5 (6), 1389-1402 (2012).</li>
<li>Reusche, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infections+with+the+vascular+pathogens+Verticillium+longisporum+and+Verticillium+dahliae+induce+distinct+disease+symptoms+and+differentially+affect+drought+stress+tolerance+of+Arabidopsis+thaliana%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+and+Experimental+Botany%22%5BJournal%5D)">Infections with the vascular pathogens Verticillium longisporum and Verticillium dahliae induce distinct disease symptoms and differentially affect drought stress tolerance of Arabidopsis thaliana.</a> Environmental and Experimental Botany. 108, 23-37 (2014).</li>
<li>Fröschel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-depth+evaluation+of+root+infection+systems+using+the+vascular+fungus+Verticillium+longisporum+as+soil-borne+model+pathogen%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Methods%22%5BJournal%5D)">In-depth evaluation of root infection systems using the vascular fungus Verticillium longisporum as soil-borne model pathogen.</a> Plant Methods. 17 (1), 57(2021).</li>
<li>Karapapa, V. K., Bainbridge, B. W., Heale, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphological+and+molecular+characterization+of+Verticillium+longisporum+comb%2C+nov.%2C+pathogenic+to+oilseed+rape%5BTitle%5D)+AND+%22Mycological+Research%22%5BJournal%5D)">Morphological and molecular characterization of Verticillium longisporum comb, nov., pathogenic to oilseed rape.</a> Mycological Research. 101 (11), 1281-1294 (1997).</li>
<li>Poncini, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+roots+of+Arabidopsis+thaliana%2C+the+damage-associated+molecular+pattern+AtPep1+is+a+stronger+elicitor+of+immune+signalling+than+flg22+or+the+chitin+heptamer%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">In roots of Arabidopsis thaliana, the damage-associated molecular pattern AtPep1 is a stronger elicitor of immune signalling than flg22 or the chitin heptamer.</a> PLoS One. 12 (10), 1-21 (2017).</li>
<li>Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIH+Image+to+ImageJ%3A+25+years+of+image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 671-675 (2012).</li>
<li>Fradin, E. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+dissection+of+Verticillium+wilt+resistance+mediated+by+tomato+Ve1%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiology%22%5BJournal%5D)">Genetic dissection of Verticillium wilt resistance mediated by tomato Ve1.</a> Plant Physiology. 150 (1), 320-332 (2009).</li>
<li>Singh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+plant+host+Brassica+napus+induces+in+the+pathogen+Verticillium+longisporum+the+expression+of+functional+catalase+peroxidase+which+is+required+for+the+late+phase+of+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Plant-Microbe+Interactions%22%5BJournal%5D)">The plant host Brassica napus induces in the pathogen Verticillium longisporum the expression of functional catalase peroxidase which is required for the late phase of disease.</a> Molecular Plant-Microbe Interactions. 25 (4), 569-581 (2012).</li>
<li>Zeise, K., von Tiedemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+RAPD-PCR+for+virulence+type+analysis+within+Verticillium+dahliae+and+Verticillium+longisporum%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Phytopathology%22%5BJournal%5D)">Application of RAPD-PCR for virulence type analysis within Verticillium dahliae and Verticillium longisporum.</a> Journal of Phytopathology. 150 (10), 557-563 (2002).</li>
<li>Fröschel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+roots+employ+cell-layer-specific+programs+to+respond+to+pathogenic+and+beneficial+microbes%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Host+%26+Microbe%22%5BJournal%5D)">Plant roots employ cell-layer-specific programs to respond to pathogenic and beneficial microbes.</a> Cell Host & Microbe. 29 (2), 299-310 (2021).</li>
<li>Gigolashvili, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+transcription+factor+HIG1%2FMYB51+regulates+indolic+glucosinolate+biosynthesis+in+Arabidopsis+thaliana%5BTitle%5D)+AND+%22The+Plant+Journal%22%5BJournal%5D)">The transcription factor HIG1/MYB51 regulates indolic glucosinolate biosynthesis in Arabidopsis thaliana.</a> The Plant Journal. 50 (5), 886-901 (2007).</li>
<li>Back, M. A., Haydock, P. P. J., Jenkinson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disease+complexes+involving+plant+parasitic+nematodes+and+soilborne+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Pathology%22%5BJournal%5D)">Disease complexes involving plant parasitic nematodes and soilborne pathogens.</a> Plant Pathology. 51 (6), 683-697 (2002).</li>
<li>Behrens, F. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+abscisic+acid+biosynthesis+at+the+early+infection+stage+of+Verticillium+longisporum+in+oilseed+rape+%28Brassica+napus%29%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Plant+Pathology%22%5BJournal%5D)">Suppression of abscisic acid biosynthesis at the early infection stage of Verticillium longisporum in oilseed rape (Brassica napus).</a> Molecular Plant Pathology. 20 (12), 1645-1661 (2019).</li>
<li>Vorholt, J. A., Vogel, C., Carlström, C. I., Müller, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Establishing+causality%3A+opportunities+of+synthetic+communities+for+plant+microbiome+research%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Host+%26+Microbe%22%5BJournal%5D)">Establishing causality: opportunities of synthetic communities for plant microbiome research.</a> Cell Host & Microbe. 22 (2), 142-155 (2017).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Vanwege de enorme opbrengstverliezen veroorzaakt door fytopathogenen in de bodem1, is een verbetering van landbouwstrategieën of gewasvariëteiten vereist. Het beperkte inzicht in de pathogenese van bodemziekten belemmert de ontwikkeling van resistentere planten. Onderliggende pathomechanismen moeten worden onderzocht, waarvoor een robuust methodologisch platform nodig is. Gerapporteerde inentingsprocedures hebben aangetoond dat multifactoriële gebeurtenissen in wortel-microbe interacties goed kunn...

Natuurlijke bodems worden bewoond door een verbazingwekkend aantal microben die neutraal, schadelijk of gunstig kunnen zijn voor planten1. Veel plantpathogenen worden door de grond gedragen, omringen de wortels en vallen het ondergrondse orgaan aan. Deze micro-organismen behoren tot een grote verscheidenheid aan clades: schimmels, oomyceten, bacteriën, nematoden, insecten en sommige virussen 1,2. Zodra de omgevingsomstandigheden infectie bevorderen, zullen gevoelige planten ziek worden en de gewasopbrengsten afnemen. De effecten van klimaatverandering, zoals de opwarming van de aarde en weersextremen, zullen het aandeel van door de bodem overgedragen plantpathogenen vergroten3. Daarom zal het steeds belangrijker worden om deze destructieve microben en hun impact op de voedsel- en diervoederproductie, maar ook op natuurlijke ecosystemen te bestuderen. Bovendien zijn er microbiële mutualisten in de bodem die nauw interageren met wortels en de groei, ontwikkeling en immuniteit van planten bevorderen. Wanneer ze geconfronteerd worden met ziekteverwekkers, kunnen planten actief specifieke tegenstanders in de rhizosfeer rekruteren die de overleving van de gastheer kunnen ondersteunen door pathogenente onderdrukken 4,5,6,7. Mechanistische details en routes die betrokken zijn bij gunstige wortel-microbe interacties zijn echter vaak nog onbekend6.
Het is daarom essentieel om het algemene begrip van wortel-microbe interacties uit te breiden. Betrouwbare methoden voor het inenten van wortels met bodemgebonden micro-organismen zijn nodig om modelstudies uit te voeren en de bevindingen over te brengen naar landbouwtoepassingen. Gunstige interacties in de bodem worden bijvoorbeeld bestudeerd met Serendipita indica (voorheen bekend als Piriformospora indica), stikstofbindende Rhizobium spp., of mycorrhizaschimmels, terwijl bekende bodemgedragen plantpathogenen Ralstonia solanacearum, Phytophthora spp., Fusarium spp. en Verticillium spp.1 omvatten. De laatste twee zijn schimmelgeslachten die wereldwijd verspreid zijn en vaatziekten veroorzaken2. Verticillium spp. (Ascomycota) kan honderden plantensoorten infecteren - grotendeels tweezaadlobbigen, waaronder kruidachtige eenjarigen, houtachtige vaste planten en veel gewasplanten 2,8. Schimmeldraden van Verticillium komen de wortel binnen en groeien zowel intercellulair als intracellulair naar de centrale cilinder om de xyleemvaten te koloniseren 2,9. In deze vaten blijft de schimmel het grootste deel van zijn levenscyclus. Omdat het xyleemsap voedselarm is en plantaardige afweermiddelen bevat, moet de schimmel zich aanpassen aan deze unieke omgeving. Dit wordt bereikt door de afscheiding van kolonisatie-gerelateerde eiwitten die de ziekteverwekker in staat stellen om te overleven in zijn gastheer10,11. Na het bereiken van de wortelvasculatuur kan de schimmel zich acropetaal in de xyleemvaten verspreiden naar het gebladerte, wat leidt tot systemische kolonisatie van de gastheer 9,12. Op dit punt wordt de plant negatief beïnvloed in de groei 9,10,13. Zo komen groeiachterstand en gele bladeren voor, evenals voortijdige senescentie 13,14,15,16.
Een lid van dit geslacht is Verticillium longisporum, dat sterk is aangepast aan brassicaceous gastheren, zoals het agronomisch belangrijke koolzaad, bloemkool en de modelplant Arabidopsis thaliana12. Verschillende studies combineerden V. longisporum en A. thaliana om uitgebreide inzichten te krijgen in door de bodem overgedragen vaatziekten en de resulterende wortelafweerreacties 13,15,16,17. Eenvoudige gevoeligheidstests kunnen worden gerealiseerd met behulp van het V. longisporum / A. thaliana-modelsysteem en er zijn gevestigde genetische bronnen beschikbaar voor beide organismen. Nauw verwant aan V. longisporum is de ziekteverwekker Verticillium dahliae. Hoewel beide schimmelsoorten een vergelijkbaar vasculair levensstijl- en invasieproces uitvoeren, zijn hun voortplantingsefficiëntie van wortels tot bladeren en de uitgelokte ziektesymptomen bij A. thaliana verschillend: terwijl V. longisporum meestal vroege veroudering induceert, resulteert V. dahliae-infectie in verwelking18. Onlangs presenteerde een methodologische samenvatting verschillende wortelinentingsstrategieën voor het infecteren van A. thaliana met V. longisporum of V. dahliae, wat hielp bij het plannen van experimentele opstellingen19. In het veld veroorzaakt V. longisporum af en toe aanzienlijke schade bij de productie van koolzaad12, terwijl V. dahliae een zeer breed gastheerbereik heeft dat bestaat uit verschillende gekweekte soorten, zoals wijnstok, aardappel en tomaat8. Dit maakt beide pathogenen economisch interessante modellen om te bestuderen.
De volgende protocollen gebruiken dus zowel V. longisporum als V. dahliae als modelwortelpathogenen om mogelijke benaderingen voor wortelinentingen te illustreren. Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), koolzaad (Brassica napus) en tomaat (Solanum lycopersicum) werden gekozen als model gastheren. Gedetailleerde beschrijvingen van de methodologieën zijn te vinden in de onderstaande tekst en de bijbehorende video. Voor- en nadelen voor elk inentingssysteem worden besproken. Al met al kan deze protocolverzameling helpen om een geschikte methode te vinden voor specifieke onderzoeksvragen in de context van wortel-microbe interacties.

<table><tbody><tr><td>Agar (Gelrite)</td><td>Carl Roth</td><td>Nr. 0039</td><td>alle systemen die hier worden beschreven vereisen Gelrite</td></tr><tr><td>Arabidopsis thaliana wild-type</td><td>NASC stock</td><td>Col-0 (N1092)</td><td></td></tr><tr><td>Autoclaaf</td><td>Systec</td><td>VE-100</td><td></td></tr><tr><td>BlattFlaeche</td><td>Datinf GmbH</td><td>BlattFlaeche</td><td>software om bladoppervlakten te bepalen</td></tr><tr><td>Brassica napus wild-type</td><td>zie Floerl et al., 2008</td><td>rapid-cycling rape</td><td>genoom ACaacc</td></tr><tr><td>Cefotaxime natrium</td><td>Duchefa</td><td>C0111</td><td></td></tr><tr><td>Chicanery-kolf 500 mL</td><td>Duran Group / neoLab</td><td>E-1090</td><td>Erlenmeyerkolf met vier ribbels</td></tr><tr><td>Verzamelbuizen 50 mL</td><td>Sarstedt</td><td>62.547.254</td><td>114 x 28 mm</td></tr><tr><td>Czapek Dextrose Broth medium</td><td>Duchefa</td><td>C1714</td><td></td></tr><tr><td>Digitale camera</td><td>Nikon</td><td>D3100 18-55 VR</td><td></td></tr><tr><td>Exsiccator (droogkast)</td><td>Duran Group</td><td>200 DN, 5,8 L</td><td>Afdichting met deksel om chloorgas vast te houden</td></tr><tr><td>Fluorescentiemicroscoop</td><td>Leica</td><td>Leica TCS SP5 II</td><td></td></tr><tr><td>HCl</td><td>Carl Roth</td><td>P074.3</td><td></td></tr><tr><td>KNO3</td><td>Carl Roth</td><td>P021.1</td><td>&ge; 99 %</td></tr><tr><td>KOH</td><td>Carl Roth</td><td>6751</td><td></td></tr><tr><td>Leukopor</td><td>BSN medical GmbH</td><td>2454-00 AP</td><td>niet-geweven tape 2,5 cm x 9,2 m</td></tr><tr><td>MES (2-(N-morfolino)ethansulfonzuur)</td><td>Carl Roth</td><td>4256.2</td><td>Puffer &ge; 99 %</td></tr><tr><td>MgSO4</td><td>Carl Roth</td><td>T888.1</td><td>Magnesiumsulfaat-Heptahydraat</td></tr><tr><td>Murashige &amp; Skoog medium (MS)</td><td>Duchefa</td><td>M0222</td><td>MS inclusief vitaminen</td></tr><tr><td>NaClO</td><td>Carl Roth</td><td>9062.1</td><td></td></tr><tr><td>Percival groeikamers</td><td>CLF Plant Climatics GmbH</td><td>AR-66L2</td><td></td></tr><tr><td>Petri-schalen</td><td>Sarstedt</td><td>82.1473.001</td><td>grootte &Oslash;xH: 92 &times; 16 mm</td></tr><tr><td>Kunststofbekers (500 mL, transparant)</td><td>Pro-pac, salad boxx</td><td>5070</td><td>afmetingen: 108 &times; 81 &times; 102 mm</td></tr><tr><td>Geplooide cellulosefilter</td><td>Hartenstein</td><td>FF12</td><td>deeltjesretentieniveau 8&ndash;12 &mu;m</td></tr><tr><td>poly klima-groeikamer</td><td>poly klima GmbH</td><td>PK 520 WLED</td><td></td></tr><tr><td>Aardappel Dextrose Broth medium</td><td>SIGMA Aldrich</td><td>P6685</td><td>voor microbiologie</td></tr><tr><td>Potten</td><td>P&ouml;ppelmann GmbH</td><td>TO 7 D of TO 9,5 D</td><td>&Oslash; 7 cm respectievelijk &Oslash; 9,5 cm</td></tr><tr><td>PromMYB51::YFP</td><td>zie Poncini et al., 2017</td><td>MYB51 reporterlijn</td><td>YFP (dwz 3xmVenus met NLS)</td></tr><tr><td>Reactiebuisjes 2 mL</td><td>Sarstedt</td><td>72.695.400</td><td>PCR Prestatie getest</td></tr><tr><td>Roterende (orbitale) shaker</td><td>Edmund B&uuml;hler</td><td>SM 30 C control</td><td></td></tr><tr><td>Zand (vogelzand)</td><td>Pet Bistro, M&uuml;ller Holding</td><td>786157</td><td></td></tr><tr><td>Aarde</td><td>Einheitserde spezial</td><td>SP Pikier (SP ED 63 P)</td><td></td></tr><tr><td>Solanum lycopersicum wild-type</td><td>zie Chavarro-Carrero et al., 2021</td><td>Type: Moneymaker</td><td></td></tr><tr><td>Thoma celtellingkamer</td><td>Marienfeld</td><td>642710</td><td>diepte 0,020 mm; 0,0025 mm2</td></tr><tr><td>Ultrapuur water (Milli-Q gezuiverd water)</td><td>MERK</td><td>IQ 7003/7005</td><td>water verkregen na zuivering</td></tr><tr><td>Verticillium dahliae</td><td>zie Reusche et al., 2014</td><td>isolaat JR2</td><td></td></tr><tr><td>Verticillium longisporum</td><td>Zeise en von Tiedemann, 2002</td><td>stam Vl43</td><td></td></tr></tbody></table>

inentingsstrategieën om plantenwortels te infecteren met door de bodem overgedragen micro-organismen

Inoculation Strategies to Infect Plant Roots with Soil-Borne Microorganisms

De rhizosfeer herbergt een zeer complexe microbiële gemeenschap waarin plantenwortels voortdurend worden uitgedaagd. Wortels staan in nauw contact met een grote verscheidenheid aan micro-organismen, maar studies naar bodemgedragen interacties lopen nog steeds achter op die op bovengrondse organen. Hoewel sommige inentingsstrategieën voor het infecteren van modelplanten met modelwortelpathogenen in de literatuur worden beschreven, blijft het moeilijk om een uitgebreid methodologisch overzicht te krijgen. Om dit probleem aan te pakken, worden precies drie verschillende wortelinentingssystemen beschreven die kunnen worden toegepast om inzicht te krijgen in de biologie van wortel-microbe interacties. Ter illustratie werden Verticillium-soorten (namelijk V. longisporum en V. dahliae) gebruikt als wortelindringende modelpathogenen. De methoden kunnen echter gemakkelijk worden aangepast aan andere wortelkoloniserende microben - zowel pathogeen als gunstig. Door het xyleem van de plant te koloniseren, vertonen vasculaire bodemschimmels zoals Verticillium spp. een unieke levensstijl. Na wortelinvasie verspreiden ze zich acropetaal via de xyleemvaten, bereiken ze de scheut en veroorzaken ze ziektesymptomen. Drie representatieve plantensoorten werden gekozen als modelgastheren: Arabidopsis thaliana, economisch belangrijk koolzaad (Brassica napus) en tomaat (Solanum lycopersicum). Stap-voor-stap protocollen worden gegeven. Representatieve resultaten van pathogeniciteitstests, transcriptionele analyses van markergenen en onafhankelijke bevestigingen door reporterconstructen worden getoond. Verder komen de voor- en nadelen van elk inentingssysteem uitgebreid aan bod. Deze bewezen protocollen kunnen helpen bij het bieden van benaderingen voor onderzoeksvragen over wortel-microbe interacties. Weten hoe planten omgaan met microben in de bodem is cruciaal voor het ontwikkelen van nieuwe strategieën om de landbouw te verbeteren.

Volgens het protocol werden de planten gekweekt en ingeënt met V. longisporum (stam Vl4325) of V. dahliae (isolaat JR218). Verschillende scenario's werden ontworpen om de effectiviteit te bewijzen en om enkele mogelijkheden van de gegeven protocollen te benadrukken. Representatieve uitkomsten worden getoond.
Expressionele inductie van genen die betrokken zijn bij de antimicrobiële indol-glucosinolaat (IG) biosynthese is...

Dit protocol presenteert een gedetailleerde samenvatting van strategieën om plantenwortels te enten met bodemmicroben. Voor de schimmels Verticillium longisporum en Verticillium dahliae worden drie verschillende wortelinfectiesystemen beschreven. Mogelijke toepassingen en mogelijke downstream analyses worden belicht en voor- of nadelen worden per systeem besproken.

Inentingsstrategieën om plantenwortels te infecteren met door de bodem overgedragen micro-organismen

The rhizosphere harbors a highly complex microbial community in which plant roots are constantly challenged. Roots are in close contact with a wide ...

Hoewel talloze microben plantenwortels koloniseren, zijn deze interacties moeilijk te analyseren omdat ze ondergronds plaatsvinden. Om dit te vergemakkelijken, biedt deze protocolcollectie een overzicht van strategieën om plantenwortels te enten met bodemmicroben. Wortelinenting is de basis voor het bestuderen van interacties tussen wortelmicroben en door de volgende technieken te gebruiken, kunnen interacties worden bestudeerd op moleculair, cytologisch of histologisch niveau.We verklaren drie inentingssystemen met verticillium als wortelindringende microbe en de modelplant arabidopsis. Overdracht van de methoden naar andere planten zoals tomaten- of koolzaad en naar andere wortelmicroben, bijvoorbeeld gunstige serendipita, is echter mogelijk. Bereid het verticillium inoculum van tevoren voor door de mycelia in PDB te kweken en sporulatie en Czapek dextrose-bouillon te induceren.Begin vervolgens met het gieten van het geautoclaveerde medium in petrischalen. Na het uitharden van het medium, verpak je de petrischaaltjes opnieuw in een steriele plastic zak en bewaar je ze ondersteboven in de koelkast bij vier tot 10 graden Celsius. Snijd en verwijder een infectiekanaal in het bovenst

inoculation-strategies-to-infect-plant-roots-with-soil-borne

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Begin with rice seedlings pre-germinated under dark, aseptic conditions to ensure uniform sprouting.Transfer these seedlings to a flask containing a nutrient-rich, semi-solid medium pre-inoculated with a test bacterium.As the plant grows, the roots release chemotactic compounds into the surrounding medium.These compounds stimulate bacterial proliferation, leading to adhesion, multiplication, and colony formation on the root surface.As the roots develop, the bacteria enter the plant through...

Root-Mediated Endophytic Colonization of Beneficial Bacteria in Rice

Source: Yi, Y., et al. Plant-Microbe Interaction: Transcriptional Response of Bacillus Mycoides to Potato Root Exudates. J. Vis. Exp. (2018)This video demonstrates the preparation and treatment of Bacillus mycoides cultures to study plant-microbe interactions. It outlines the steps from streaking a stock culture and incubating it in liquid medium to exposing the bacteria to plant root exudates under agitation. The process culminates in harvesting and flash-freezing the bacterial cells for...

Treatment of Bacteria with Plant Root Exudates to Emulate In Vitro Plant-Microbe Interactions

Source: Rufián, J. S., et.al. Single-Cell Analysis of the Expression of Pseudomonas syringae Genes within the Plant Tissue. J. Vis. Exp. (2022)This video demonstrates a vacuum infiltration method to introduce a bacterial pathogen into Arabidopsis plant leaves. The approach uses a prepared bacterial suspension and vacuum pulses to enable uniform entry through stomata, resulting in controlled leaf infection.

Inoculating a Bacterial Pathogen into Arabidopsis Leaves via Vacuum Infiltration

Dit protocol laat twee inoculatie methoden om de schimmel entomopathogen...

Tot oprichting van Schimmel Entomopathogens als endofyten: Op weg naar Endofytische Biologische bestrijding

Het gebruik van een naaldinjectiemethode om maïs- en teosinteplanten te enten met de biotrofe ziekteverwekker Ustilago maydis wordt beschreven.  De inentingsmethode voor naaldinjectie vergemakkelijkt de gecontroleerde afgifte van de schimmelpathogenese tussen de bladeren van de plant waar de ziekteverwekker de plant binnenkomt door de vorming van appresoria. Deze methode is zeer efficiënt, waardoor reproduceerbare inentingen met U. maydis mogelijk zijn.

Een snelle en efficiënte methode voor het beoordelen van pathogeniteit van Ustilago maydis op maïs- en teosintelijnen

Groei van Medicago truncatula planten in symbiose met de stikstofbindende bacteriën Sinorhizobium meliloti in individuele, steriele microkosmossen gemaakt van standaard laboratorium platen maakt veelvuldig onderzoek van het wortelstelsel en knobbeltjes, zonder afbreuk te doen aan de steriliteit. Planten kunnen in deze groeikamers worden gehandhaafd tot 9 weken.

Single-plant, Steriel Microcosmi voor nodulatie en groei van de peulvrucht installatie<em&gt; Medicago truncatula</em&gt; Met de stikstofbindende Symbiont<em&gt; Sinorhizobium meliloti</em

Agro-infiltratie en PVX-agro-infectie zijn routinematige functionele assays voor voorbijgaande ectopische expressie van genen in planten. Deze methoden zijn efficiënte assays in effectoromics strategieën (snelle weerstand en avirulence gen ontdekking) en cruciaal voor modern onderzoek in moleculaire plant pathologie. Ze voldoen aan de vraag naar robuuste functionele analyse met hoge doorvoer in fabrieken.

Agro-infiltratie en PVX Agro-infectie in aardappel en Nicotiana benthamiana

Het beschreven hydroponische cocultivatiesysteem ondersteunt intacte planten met metalen maasschermen en cocultivateert ze met bacteriën. Plantweefsel, bacteriën en gescheiden moleculen kunnen vervolgens afzonderlijk worden geoogst voor stroomafwaartse analyses, waarbij tegelijkertijd wordt toegelaten dat de moleculaire reacties van zowel plantaardige hosts als interactieve microben of microbiomen worden onderzocht.

Een hydroponisch co-cultuursysteem voor gelijktijdige en systematische analyse van plant- / microbe moleculaire interacties en signalering

Het prikken van de basale kop van de zwarte peperplant is een korte en tijdbesparende methode om deze te beschadigen. Hier hebben we gedetailleerde stappen gegeven met een video voor het infecteren van zwarte peperplanten.

Een effectieve inentingsmethode voor Phytophthora capsici op zwarte peperplanten

Het beheren van Fusarium-verwelking van watermeloen vereist kennis van de aanwezige pathogene rassen. Hier beschrijven we de worteldip, aangetaste kernel seeding en gemodificeerde tray-dip inentingsmethoden om hun werkzaamheid aan te tonen bij rastypering van de pathogene schimmel Fusarium oxysporum f. sp niveum (Fon).

Een contrast van drie inentingstechnieken die worden gebruikt om het ras van onbekend Fusarium oxysporum f.sp. te bepalen. niveum Isolaten

Leer drie methoden om plantenwortels te infecteren met bodemovergedragen micro-organismen zoals Verticillium. Deze technieken ondersteunen onderzoek naar wortel-microbe interacties op moleculair en histologisch niveau.

Inentingsstrategieën om plantenwortels te infecteren met door de bodem overgedragen micro-organismen

Meer video's verkennen