Ten protokół zapewnia szybką metodę określania zgodności i niezgodności pyłków w odmianach cytrusowych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół zapewnia szybką metodę określania zgodności i niezgodności pyłków w odmianach cytrusowych.
Citrus wykorzystuje samoniezgodność opartą na S-RNazie do odrzucania własnego pyłku i dlatego wymaga pobliskich drzew zapylających do udanego zapylania i nawożenia. Jednak identyfikacja odpowiednich odmian, które mogą służyć jako zapylacze, jest czasochłonnym procesem. Aby rozwiązać ten problem, opracowaliśmy szybką metodę identyfikacji odmian cytrusów kompatybilnych z zapylaniem, która wykorzystuje elektroforezę w żelu agarozowym i barwienie błękitem anilinowym. Zgodność pyłków określa się na podstawie identyfikacji genotypów S poprzez ekstrakcję całkowitego DNA i przeprowadzenie testów genotypowania opartych na PCR ze specyficznymi starterami. Dodatkowo style zbiera się 3-4 dni po ręcznym zapyleniu i wykonuje się barwienie na niebiesko aniliną. Na koniec stan wzrostu łagiewek pyłkowych obserwuje się za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego. Zgodność i niezgodność pyłków można ustalić, obserwując, czy wzrost łagiewki pyłkowej jest odpowiednio normalny, czy stłumiony. Ze względu na swoją prostotę i opłacalność metoda ta jest skutecznym narzędziem do określania zgodności i niezgodności pyłku różnych odmian cytrusów w celu ustalenia grup niezgodności i relacji niezgodności między różnymi odmianami. Metoda ta dostarcza informacji niezbędnych do pomyślnego wyboru odpowiednich drzew zapylających, a tym samym ułatwia zakładanie nowych sadów i wybór odpowiednich rodziców do programów hodowlanych.
Niezgodność (SI) jest genetycznie kontrolowanym mechanizmem obecnym u około 40% gatunków roślin okrytozalążkowych. W tym procesie słupek odrzuca pyłek z rośliny o tym samym genotypie SI, a tym samym zapobiega samozapłodnieniu1,2. Ma jia pummelo to lokalna odmiana w prowincji Jinagsu w Chinach, o doskonałych właściwościach dużych, różowych owoców, bogatej zawartości soku, słodko-kwaśnym smaku i grubej skórce3. Chociaż SI sprzyja krzyżowaniu zewnętrznemu, negatywnie wpływa na plon i jakość owoców4 i wymaga odpowiednich drzew zapylających o różnych genotypach SI w celu uzyskania niezawodnych wskaźników zawiązywania owoców i wysokich plonów. Obecnie istnieją dwa główne typy SI: samoniezgodność sporofityczna (SSI), reprezentowana przez Brassicaceae, oraz samoniezgodność gametofityczna (GSI), reprezentowana przez Rosaceae, Papaveraceae, Rutaceae i Solanaceae5,6,7,8.
Cytrusy to jedna z najważniejszych upraw owocowych na świecie. System GSI oparty na S-RNazie znajduje się w wielu odmianach cytrusów i negatywnie wpływa na szybkość zawiązywania owoców9. W tym systemie SI jest kontrolowany przez locus S, pojedynczy polimorficzny locus z dwoma złożonymi allelami, które przenoszą determinanty słupka S i determinanty S pyłku7. Żeńskim wyznacznikiem jest rybonukleaza S (S-RNaza), a wyznacznikiem męskim jest locus S F-box (SLF)7. Komórki słupka wydzielają białka S-RNazy. Nie-własne S-RNazy są rozpoznawane przez białka SLF, co prowadzi do ubikwitynacji i degradacji nie-własnych S-RNaz przez szlak proteasomu 26S. W przeciwieństwie do tego, własne S-RNazy są w stanie gromadzić i hamować wzrost łagiewki pyłkowej (PT), ponieważ unikają białek SLF, a zatem są chronione przed ubikwitynizacją10,11,12,13.
Tutaj opisujemy technikę in vivo, która jest przydatna do identyfikacji genotypów S oraz stopni zgodności i niezgodności pyłku. Protokół polega na ekstrakcji całkowitego DNA z liści i przewidywaniu genotypu S za pomocą starterów specyficznych dla S. Co więcej, barwienie błękitem anilinowym i mikroskopia fluorescencyjna, a następnie zapylanie ręczne, dostarczają dowodów na stopień zgodności i niezgodności. Procedura zapylania semi in vivo, która polega na ręcznym zapylaniu kwiatów w laboratorium14,15, została również dostosowana do oceny stopnia samozgodności i niezgodności. Zastosowaliśmy jednak również zapylanie w terenie, a następnie pakowanie kwiatów w worki, aby uniknąć zanieczyszczenia niepożądanym pyłkiem, aby umożliwić rozwój łagiewki pyłkowej w warunkach naturalnych. Protokół ten jest prosty i nieskomplikowany i dostarcza informacji niezbędnych do pomyślnego wyboru odpowiednich drzew zapylających.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie do barwienia na niebiesko anilinowe
2. Zbieranie pyłku
3. Test kiełkowania pyłku in vitro
4. Zapylanie
5. Pobieranie próbek, utrwalanie i konserwacja
6. Barwienie błękitem anilinowym
7. Mikroskopia fluorescencyjna
8. Identyfikacja genotypu S na podstawie PCR
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Do przeprowadzonych tutaj doświadczeń wybrano dojrzałe kwiaty, zebrano pręciki, wysuszono je w piekarniku, a następnie kiełkowano pyłek w temperaturze 28°C przez 12 h. Żywotność i wskaźniki kiełkowania pyłku określono ilościowo, zgodnie z przedstawieniem na Rysunku 1.
Cytrusy zostały zapylone ręcznie, a kompatybilność i niekompatybilność pyłku oceniono za pomocą barwienia błękitem anilinowym i mikroskopii fluorescencyjnej. Kompatybilny pyłek mógł kiełkować na powi...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W uprawach owocowych zarówno partenokarpia, jak i SI są ważnymi cechami, ponieważ torują drogę do owoców bezpestkowych - cecha ta jest bardzo ceniona przez konsumentów. Samoniezgodność sprzyja odrzuceniu własnego pyłku, a tym samym zapobiega chowowi wsobnemu20. Wśród cytrusów pummelo jest odmianą niekompatybilną7. Prawie 40% wszystkich gatunków okrytozalążkowych wykazuje SI21. Ta cecha zapobiega zawiązywaniu się owoców, obniża plony i przynosi hodowc...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają nic do ujawnienia.
Ten projekt był wspierany finansowo przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (32122075, 32072523).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| etanol absolutny | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10009218 | |
| Błękit anilinowy | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | ||
| Kwas borowy, H3BO3 | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10004818 | |
| Brązowa butelka | Labgic Technology Co., Ltd | ||
| Azotan wapnia tetrahydrat, Ca(NO3 )2 | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 80029062 | |
| Rurka odśrodkowa | Labgic Technology Co., Ltd | ||
| probówki wirówkowe | Labgic Technology Co., Ltd | ||
| CTAB | GEN-VIEW SCIENTIFIC INC | 57-09-0(CAS) | |
| Upuszczanie | Jiangsu Songchang Sprzęt medyczny Co., Ltd | ||
| Kwas etylenodiaminotetraoctowy, EDTA | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10009617 | |
| Kleszcze | LUXIANZI Biotechnology Co., Ltd | ||
| formaldehyd | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10010018 | |
| W pełni automatyczny szybki młynek do próbek | Shanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd | Tissuelyser-96 | |
| lodowaty kwas | octowySinopharm Chemical ReodagentCo., Ltd | 10000218 | |
| Rura szlifierska | Shanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd | ||
| Alkohol izoamylowy | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10003218 | |
| Alkohol izopropylowy | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 80109218 | |
| etykieta | M& G Chenguang Stationery Co., Ltd. | ||
| Leica DMi8 | Shanghai Leica Co., Ltd | 21903797 | |
| Siarczan magnezu siedmiowodny, MgSO4 | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10013018 | |
| MIKROSKOP Szkło osłonowe | Zhejiang Shitai Industrial Co., Ltd | ||
| NaCl | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10019318 | |
| spinacze do papieru | M& G Chenguang Stationery Co., Ltd. | ||
| ołówek | M& G Chenguang Stationery Co., Ltd. | ||
| do zapylania | Shanghai Yimei Plastics Co., Ltd | ||
| Glikol polietylenowy, PEG 6000 | Pekin Dingguo Changsheng Biotechnology Co., Ltd | DH229-1 | |
| Glikol polietylenowy, PEG-4000 | Guangzhou saiguo biotech Co., Ltd | 1521GR500 | |
| Wodorotlenek potasu, KOH | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10017008 | |
| Azotan potasu, KNO3 | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10017218 | |
| Skalpel | Jiangsu Songchang Medical Equipment Co., Ltd | ||
| Slide | Zhejiang Shitai Industrial Co., Ltd | ||
| Wodorotlenek sodu, NAOH | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10019718 | |
| Sacharoza | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | ||
| papier siarczanowy | termostatu Taizhou Jinnong Mesh Factory | ||
| Shanghai Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd | L-909193 | ||
| Trichlorometan | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10006818 | |
| Trójwodny fosforan tripotasowy, K3PO4 | Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd | 20032318 | |
| Tris-HCl | GEN-VIEW SCIENTIFIC INC | 1185-53-1 | |
| torby z zamkiem błyskawicznym | M& G Chenguang Stationery Co., Ltd. | ||
| β-Merkaptoetanol | GEN-VIEW SCIENTIFIC INC | 60-24-2(CAS) |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.