$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Rotylenchulus reniformis (Linford i Oliveira), powszechnie określany jako nicień reniform, jest jednym z głównych pasożytniczych gatunków nicieni obecnych w glebach południowo-wschodnich Stanów Zjednoczonych1,2,3. Nicień jest obowiązkowym, osiadłym półpasożytem pół-endopasożytniczym, wymagającym od rośliny żywicielskiej zakończenia swojego cyklu życiowego2,4. Przeddorosłe samice nicieni robakowatych przenikają do systemu korzeniowego gospodarza, aby ustanowić miejsce żerowania w stel2,3. Gdy nicienie żerują i dojrzewają, tylna część pozostająca poza korzeniem żywiciela pęcznieje podczas produkcji jaj, tworząc charakterystyczny kształt nerki (Ryc. 1). Rotylenchulus reniformis jest zdolny do żerowania na systemie korzeniowym ponad 300 gatunków roślin, w tym bawełny4. Bawełna wyżynna (Gossypium hirsutum L.) jest szeroko uprawiana w południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych, ale brak R. Odmiany odporne na reniformis utrudniają zwalczanie nicieni2,3. W celu zmniejszenia R-u w glebie zastosowano strategie zarządzania, takie jak stosowanie nematocydów i płodozmian z gatunkami roślin niebędących żywicielami. Gęstość zaludnienia Reniformis5,6, ale straty w plonach bawełny mogą zwykle wynosić od 1 do 5%2. Objawy R. Zakażenie reniformis może obejmować zahamowanie wzrostu roślin, niedobory żywieniowe, poronienia owoców i opóźnioną dojrzałość2. Jednak objawy mogą nie być widoczne ze względu na jednolitość objawów na całej polu; w związku z tym podejścia do oceny R. Zakażenie reniformis jest potrzebne do identyfikacji i rozwoju odpornych odmian bawełny wyżynnej. Ocena R. Odporność reniformis na bawełnę jest uważana za trudną7, ponieważ zainfekowany system korzeniowy może wyglądać normalnie, mimo że roślina może wykazywać objawy infekcji8.
Do identyfikacji R. wymagany jest skuteczny protokół badania przesiewowego na obecność nicieni. Akcesje odporne na reniformis z kolekcji bawełnianej plazmy zarodkowej oraz w celu określenia genetyki odporności na te akcesje. Taki protokół pomoże w transferze genów odporności do bawełny wyżynnej. Do oceny R zastosowano różne metody testów biologicznych. Zakażenie Reniformis w Cotton8,9,10,11,12,13,14,15. Ogólnie rzecz biorąc, do identyfikacji R zastosowano dwa główne podejścia. Genotypy bawełny odporne na reniformis. Najczęściej stosowanym podejściem jest ekstrakcja jaj i/lub nicienia robakowatego z zakażonych roślin lub gleby8,11,12,14,15. Ogólna metodologia tego podejścia polega na sadzeniu nasion dla poszczególnych genotypów bawełny w oddzielnych doniczkach, pozwalając siewkom rozwijać się przez 7 do 14 dni, zaszczepianiu sadzonek poprzez dodanie mieszaniny stadiów robaka R. reniformis do gleby i pozwalając nicieniom zainfekować system korzeniowy przez 30 do 60 dni. Następnie nicienie robakowate i/lub jaja są ekstrahowane z zainfekowanego systemu korzeniowego każdej rośliny lub z gleby doniczkowej. Następnie określa się liczbę wyekstrahowanych nicieni lub jaj w celu oszacowania gęstości populacji i wskaźnika reprodukcji, które są porównywane z genotypami kontrolnymi w celu identyfikacji odpornych genotypów.
Alternatywne podejście, opisane tutaj, polega na mikroskopowym badaniu systemu korzeniowego bawełny, który został zainfekowany nicieniami, w celu określenia liczby samic nicieni pasożytujących na korzeniach10,16. Podobnie jak w przypadku innych podejść, genotypy bawełny sadzi się w oddzielnych doniczkach i zaszczepia nicieniami robakowatymi około 7 dni po posadzeniu. W ciągu 30 dni po inokulacji system korzeniowy jest usuwany z poszczególnych roślin, a gleba jest spłukiwana z korzeni. Następnie nicienie przyczepione do systemu korzeniowego są barwione czerwonym barwnikiem spożywczym17, a korzenie są badane mikroskopowo w celu określenia liczby miejsc infekcji z odpornymi genotypami bawełny (identyfikowanymi na podstawie liczby nicieni na gram korzenia) w porównaniu z podatną kontrolą16. To drugie podejście ma tę zaletę, że zwiększa przepustowość poprzez zmniejszenie liczby dni wymaganych do oceny i zwiększenie liczby poszczególnych genotypów ocenianych w jednym eksperymencie. Metodologie badań przesiewowych, które oceniają gęstość zaludnienia lub współczynnik reprodukcji, są często bardziej czasochłonne niż te oparte na wizualnych obserwacjach objawów infekcji7. Jednak jednym z ograniczeń tego podejścia jest to, że odporność roślin żywicielskich, która utrudnia rozmnażanie nicieni, określona na podstawie produkcji jaj, nie jest oceniana13.
Protokoły przesiewowe dla R. Odporność na reniformis często niszczy system korzeniowy podczas oceny7 i wiąże się z odrzuceniem pędu wegetatywnego. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, opracowano metodę rozmnażania wegetatywnego, która umożliwia regenerację roślin do produkcji nasion18. Po usunięciu systemu korzeniowego w celu oceny nicieni, pęd wegetatywny sadzi się w glebie doniczkowej, aby umożliwić odrost systemu korzeniowego. Ta metoda ma szerokie zastosowanie dla większości R. Protokoły badań przesiewowych reniformis. Prosta i szybka metoda rozmnażania wegetatywnego ma kluczowe znaczenie dla hodowli R. Odporne na reniformis górskie odmiany bawełny, w przypadku których wymagany jest odzysk potomstwa, aby przenieść odporne genotypy do następnego pokolenia.
Przedstawiono protokół dla zakrojonego na szeroką skalę badania przesiewowego genotypów bawełny pod kątem odporności na nicienie reniform. Celem jest opracowanie prostej i szybkiej nieniszczącej metody przesiewowej do oceny populacji hodowlanych bawełny pod kątem odporności na nicienie, aby pomóc w hodowli odpornych odmian bawełny wyżynnej. Korzystając z tego protokołu, dane są zwykle uzyskiwane w ciągu 35 dni, przy czym w jednym eksperymencie ocenia się ponad 300 genotypów. Przedstawiono dane dotyczące genotypów odpornych i podatnych w celu zilustrowania zmienności powszechnie obserwowanej przy użyciu tych metod.