Name: Strategie inokulacji w celu infekowania korzeni roślin mikroorganizmami przenoszonymi przez glebę (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-03-01T13:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 16 s
Description: Poznaj trzy systemy inokulacji korzeni roślin grzybami glebowymi Verticillium longisporum i V. dahliae. Metody pozwalają badać interakcje mikroorganizmów z korzeniami na poziomie molekularnym i cytologicznym.

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

Autorzy dziękują Timowi Ivenowi i Jaqueline Komorek za wcześniejszą pracę nad tymi metodami, grupie Wolfganga Dröge-Lasera (Wydział Biologii Farmaceutycznej, Uniwersytet w Würzburgu, Niemcy) za dostarczenie sprzętu i zasobów potrzebnych do tej pracy, oraz Wolfgangowi Dröge-Laserowi i Philippowi Kreisz (obaj Uniwersytet w Würzburgu) za krytyczną korektę rękopisu. Badanie to zostało wsparte przez "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>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Ze względu na ogromne straty w plonach spowodowane przez fitopatogeny przenoszone przez glebę1 konieczne jest ulepszenie strategii rolniczych lub odmian roślin uprawnych. Ograniczony wgląd w patogenezę chorób przenoszonych przez glebę utrudnia rozwój bardziej odpornych roślin. Należy zbadać podstawowe patomechanizmy, do czego potrzebna jest solidna platforma metodologiczna. Opisane procedury inokulacji wykazały, że wieloczynnikowe zdarzenia w interakcjach między korzeniami a drobnoustrojami można ...

Naturalne gleby są zamieszkane przez zdumiewającą liczbę mikrobów, które mogą być neutralne, szkodliwe lub korzystne dla roślin1. Wiele patogenów roślinnych jest przenoszonych przez glebę, otacza korzenie i atakuje podziemne narządy. Mikroorganizmy te należą do wielu różnych kladów: grzybów, lęgniowców, bakterii, nicieni, owadów i niektórych wirusów1,2. Gdy warunki środowiskowe sprzyjają infekcji, podatne rośliny ulegną chorobie, a plony spadną. Skutki zmian klimatycznych, takie jak globalne ocieplenie i ekstremalne zjawiska pogodowe, zwiększą odsetek patogenów roślinnych przenoszonych przez glebę3. Dlatego coraz ważniejsze będzie badanie tych destrukcyjnych mikroorganizmów i ich wpływu na produkcję żywności i pasz, ale także na naturalne ekosystemy. Ponadto w glebie znajdują się mutualiści mikrobioliczni, którzy ściśle oddziałują z korzeniami i wspomagają wzrost, rozwój i odporność roślin. W konfrontacji z patogenami rośliny mogą aktywnie rekrutować określonych przeciwników w ryzosferze, którzy mogą wspierać przetrwanie gospodarza poprzez tłumienie patogenów4,5,6,7. Jednak szczegóły mechanistyczne i szlaki zaangażowane w korzystne interakcje między korzeniami a mikroorganizmami są często nadal nieznane6.
Dlatego ważne jest, aby poszerzyć ogólne zrozumienie interakcji między korzeniami a mikroorganizmami. Wiarygodne metody inokulacji korzeni mikroorganizmami przenoszonymi przez glebę są niezbędne do przeprowadzenia badań modelowych i przeniesienia wyników do zastosowań rolniczych. Korzystne interakcje w glebie są badane, na przykład, z Serendipita indica (wcześniej znaną jako Piriformospora indica), wiążącymi azot Rhizobium spp. lub grzybami mikoryzowymi, podczas gdy znane patogeny roślin przenoszone przez glebę obejmują Ralstonia solanacearum, Phytophthora spp., Fusarium spp. i Verticillium spp.1. Dwa ostatnie są rodzajami grzybów, które są rozmieszczone na całym świecie i powodują choroby naczyniowe2. Verticillium spp. (Ascomycota) może infekować setki gatunków roślin - głównie dwuliściennych, w tym jednoroczne rośliny zielne, byliny drzewiaste i wiele roślin uprawnych2,8. Strzępki Verticillium wchodzą do korzenia i rosną zarówno międzykomórkowo, jak i wewnątrzkomórkowo w kierunku centralnego cylindra, aby skolonizować naczynia ksylemu2,9. W tych naczyniach grzyb pozostaje przez większość swojego cyklu życia. Ponieważ sok ksylemu jest ubogi w składniki odżywcze i zawiera związki obronne roślin, grzyb musi przystosować się do tego wyjątkowego środowiska. Osiąga się to poprzez wydzielanie białek związanych z kolonizacją, które umożliwiają patogenowi przetrwanie w gospodarzu 10,11. Po dotarciu do układu naczyniowego korzenia grzyb może rozprzestrzeniać się w naczyniach ksylemowych akropetalnie do liści, co prowadzi do ogólnoustrojowej kolonizacji gospodarza9,12. W tym momencie roślina jest negatywnie dotknięta wzrostem9,10,13. Na przykład występują karłowate zahamowanie wzrostu i żółte liście, a także przedwczesne starzenie się13,14,15,16.
Jednym z przedstawicieli tego rodzaju jest Verticillium longisporum, który jest wysoce przystosowany do żywicieli kapustnych, takich jak agronomiczny rzepak, kalafior i roślina modelowa Arabidopsis thaliana12. W kilku badaniach połączono V. longisporum i A. thaliana, aby uzyskać obszerny wgląd w choroby naczyniowe przenoszone przez glebę i wynikające z nich reakcje obronne korzeni13,15,16,17. Proste badanie wrażliwości można przeprowadzić przy użyciu systemu modelowego V. longisporum / A. thaliana, a dla obu organizmów dostępne są dobrze ugruntowane zasoby genetyczne. Blisko spokrewniony z V. longisporum jest patogen Verticillium dahliae. Chociaż oba gatunki grzybów prowadzą podobny tryb życia naczyniowego i proces inwazji, ich wydajność rozmnażania od korzeni do liści i wywołane objawy chorobowe u A. thaliana są różne: podczas gdy V. longisporum zwykle wywołuje wczesne starzenie się, zakażenie V. dahliae powoduje więdnięcie18. Niedawno w podsumowaniu metodologicznym przedstawiono różne strategie inokulacji korzeni w celu zakażenia A. thaliana V. longisporum lub V. dahliae, pomagając w planowaniu konfiguracji eksperymentalnych19. Na polu V. longisporum czasami powoduje znaczne szkody w produkcji rzepaku12, podczas gdy V. dahliae ma bardzo szeroki zakres żywicieli obejmujący kilka gatunków uprawnych, takich jak winorośl, ziemniak i pomidor8. To sprawia, że oba patogeny są interesującymi modelami do zbadania.
Tak więc, poniższe protokoły używają zarówno V. longisporum jak i V. dahliae jako modelowych patogenów korzeniowych, aby zilustrować możliwe podejścia do inokulacji korzeni. Jako żywicieli modelowych wybrano rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana), rzepak (Brassica napus) i pomidor (Solanum lycopersicum). Szczegółowe opisy metodyk można znaleźć w poniższym tekście oraz w towarzyszącym mu filmie. Omówiono zalety i wady każdego systemu inokulacji. Podsumowując, ten zbiór protokołów może pomóc w zidentyfikowaniu odpowiedniej metody dla konkretnych pytań badawczych w kontekście interakcji między korzeniami a drobnoustrojami.

<table><tbody><tr><td>Agar (Gelrite)</td><td>Carl Roth</td><td>Nr. 0039</td><td>wszystkie opisane systemy wymagają oprogramowania Gelrite</td></tr><tr><td>Arabidopsis thaliana Wildtype</td><td>NASC</td><td>Col-0 (N1092)</td><td></td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>Systec</td><td>VE-100</td><td></td></tr><tr><td>BlattFlaeche</td><td>Datinf GmbH</td><td>BlattFlaeche</td><td>software do określania powierzchni liści</td></tr><tr><td> Brassica napus typ dziki</td><td>patrz Floerl et al., 2008</td><td>szybki cykl genomu rzepaku</td><td>ACaacc</td></tr><tr><td>Cefotaksym sodu</td><td>Duchefa</td><td>C0111</td><td></td></tr><tr><td>Kolba szykanowa 500 ml</td><td>Duran Group / neoLab</td><td>E-1090</td><td>Kolba Erlenmeyera z czterema przegrodami</td></tr><tr><td>Probówki zbiorcze 50 ml</td><td>Sarstedt</td><td>62.547.254</td><td>114 x 28 mm</td></tr><tr><td>Bulion dekstrozowy Czapek średni</td><td>Duchefa</td><td>C1714</td><td></td></tr><tr><td>Aparat cyfrowy</td><td>Nikon</td><td>D3100 18-55 VR</td><td></td></tr><tr><td>Eksykator (eksykator )</td> <td>Duran Group</td><td>200 DN, 5,8 L</td><td>Uszczelka z pokrywką do przechowywania chloru</td></tr><tr><td>gazowego Mikroskop fluorescencyjny</td><td>Leica Leica</td><td>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>Taśma włókninowa 2,5 cm x 9,2 m</td></tr><tr><td>MES (kwas 2-(N-morfolino)etanosulfonowy)Carl</td> <td>Roth</td><td>4256.2</td><td>Pufferan &ge; 99 %</td></tr><tr><td>MgSO4</td><td>Carl Roth</td><td>T888.1</td><td>Siarczan magnezu siedmiowodny</td></tr><tr><td>Murashige & Skoog medium (MS)</td><td>Duchefa</td><td>M0222</td><td>MS wraz z witaminami</td></tr><tr><td>NaClO</td><td>Carl Roth</td><td>9062.1</td><td></td></tr><tr><td>Komory wzrostowe Percival</td><td>CLF Plant Climatics GmbH</td><td>AR-66L2</td><td></td></tr><tr><td>Szalki Petriego</td><td>Sarstedt</td><td>82.1473.001</td><td>rozmiar i Oslash; xH: 92 i razy; 16 mm</td></tr><tr><td>Kubki plastikowe (500 mL, przezroczyste)</td><td>Pro-pac, salaterkax</td><td>5070</td><td>rozmiar: 108 &times; 81 &times; 102 mm</td></tr><tr><td>Plisowany filtr celulozowy</td><td>Hartenstein</td><td>FF12</td><td>poziom zatrzymywania cząstek 8&ndash; 12 &mu; m</td></tr><tr><td>poly klima komora uprawowa</td><td>poly klima GmbH</td><td>PK 520 WLED</td><td></td></tr><tr><td>Bulion ziemniaczany dekstroza pożywka</td><td>SIGMA Aldrich</td><td>P6685</td><td>do mikrobiologii</td></tr><tr><td>Doniczki</td><td>P&ouml; ppelmann GmbH</td><td>TO 7 D lub TO 9,5 D</td><td>&Oslash; 7 cm lub Oslash; 9,5 cm</td></tr><tr><td>PromMYB51::YFP</td><td>patrz Poncini et al., 2017</td><td>MYB51 linia reporterska</td><td>YFP (tj. 3xmVenus z NLS)</td></tr><tr><td>Probówki reakcyjne 2 mL</td><td>Sarstedt</td><td>72.695.400</td><td>PCR Testowane pod kątem wydajności</td></tr><tr><td>Wytrząsarka obrotowa (orbitalna)</td><td>Edmund B&uuml; hler</td><td>SM 30 C control</td><td></td></tr><tr><td>Piasek (ptasi piasek)</td><td>Pet Bistro, M&uuml; ller Holding</td><td>786157</td><td></td></tr><tr><td>Soil</td><td>Einheitserde spezial</td><td>SP Pikier (SP ED 63 P)</td><td></td></tr><tr><td>Solanum lycopersicum typ dziki</td><td>patrz Chavarro-Carrero et al., 2021</td><td>Typ: Moneymaker</td><td></td></tr><tr><td>Thoma komora zliczania komórek</td><td>Marienfeld</td><td>642710</td><td>głębokość 0,020 mm; 0,0025 mm2</td></tr><tr><td>Ultraczysta woda (Milli-Q woda oczyszczona)</td><td>MERK</td><td>IQ 7003/7005</td><td>woda uzyskana po oczyszczeniu</td></tr><tr><td>Verticillium dahliae</td><td>patrz Reusche et al., 2014</td><td>izolat JR2</td><td></td></tr><tr><td>Verticillium longisporum</td><td>Zeise i von Tiedemann, 2002</td><td>szczep Vl43</td><td></td></tr></tbody></table>

strategie inokulacji w celu infekowania korzeni roślin mikroorganizmami przenoszonymi przez glebę

Inoculation Strategies to Infect Plant Roots with Soil-Borne Microorganisms

Ryzosfera kryje w sobie bardzo złożoną społeczność mikroorganizmów, w której korzenie roślin są nieustannie zagrożone. Korzenie mają bliski kontakt z wieloma różnymi mikroorganizmami, ale badania nad interakcjami przenoszonymi przez glebę wciąż pozostają w tyle za tymi przeprowadzanymi na narządach nadziemnych. Chociaż w literaturze opisano niektóre strategie inokulacji roślin modelowych za pomocą modelowych patogenów korzeni, nadal trudno jest uzyskać kompleksowy przegląd metodologiczny. Aby rozwiązać ten problem, dokładnie opisano trzy różne systemy inokulacji korzeni, które można zastosować w celu uzyskania wglądu w biologię interakcji między korzeniami a drobnoustrojami. Dla ilustracji, gatunki Verticillium (a mianowicie V. longisporum i V. dahliae) zostały wykorzystane jako modelowe patogeny atakujące korzenie. Metody te można jednak łatwo dostosować do innych drobnoustrojów kolonizujących korzenie - zarówno chorobotwórczych, jak i korzystnych. Poprzez kolonizację rośliny ksylemu, naczyniowe grzyby przenoszone przez glebę, takie jak Verticillium spp., wykazują unikalny styl życia. Po inwazji korzeni rozprzestrzeniają się przez naczynia ksylemu akropetalnie, docierają do pędu i wywołują objawy chorobowe. Jako żywicieli modelowych wybrano trzy reprezentatywne gatunki roślin: rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana), rzepak o znaczeniu gospodarczym (Brassica napus) i pomidor (Solanum lycopersicum). Podano protokoły krok po kroku. Przedstawiono reprezentatywne wyniki testów patogenności, analiz transkrypcyjnych genów markerowych oraz niezależnych potwierdzeń za pomocą konstruktów reporterowych. Ponadto dokładnie omówiono zalety i wady każdego systemu inokulacji. Te sprawdzone protokoły mogą pomóc w dostarczeniu podejść do pytań badawczych dotyczących interakcji między korzeniami a drobnoustrojami. Wiedza o tym, jak rośliny radzą sobie z mikroorganizmami w glebie, ma kluczowe znaczenie dla opracowania nowych strategii usprawnienia rolnictwa.

Zgodnie z protokołem rośliny hodowano i inokulowano V. longisporum (szczep Vl4325) lub V. dahliae (izolat JR218). Zaprojektowano różne scenariusze, aby udowodnić skuteczność i podkreślić pewne możliwości zastosowanych protokołów. Przedstawiono reprezentatywne wyniki.
Indukcja ekspresji genów zaangażowanych w biosyntezę przeciwgrzybicznych glukozynolanów indolowych (IG) jest wiarygodnym wskaźnikiem do oceny infekcji ...

Ten protokół przedstawia szczegółowe podsumowanie strategii inokulacji korzeni roślin mikrobami przenoszonymi przez glebę. Na przykładzie grzybów Verticillium longisporum i Verticillium dahliae opisano trzy różne systemy infekcji korzeni. Przedstawiono potencjalne zastosowania i możliwe dalsze analizy, a także omówiono zalety i wady każdego systemu.

Strategie inokulacji w celu infekowania korzeni roślin mikroorganizmami przenoszonymi przez glebę

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

Chociaż niezliczone ilości drobnoustrojów kolonizują korzenie roślin, interakcje te są trudne do analizy, ponieważ zachodzą pod ziemią. Aby to ułatwić, niniejszy zbiór protokołów zawiera przegląd strategii inokulacji korzeni roślin drobnoustrojami przenoszonymi przez glebę. Inokulacja korzeni jest podstawą do badania interakcji mikroorganizmów korzeniowych, a dzięki zastosowaniu poniższych technik interakcje można badać na poziomie molekularnym, cytologicznym lub histologicznym.Wyjaśniamy trzy systemy inokulacji wykorzystujące verticillium jako mikrob atakujący korzenie oraz roślinę modelową, arabidopsis. Możliwe jest jednak przeniesienie metod na inne rośliny, takie jak pomidor lub rzepak, a także na inne drobnoustroje korzeniowe, na przykład pożyteczne serendipita. Przygotować inokulum verticillium z wyprzedzeniem, hodując grzybnię w PDB i indukując bulion z dekstrozy Czapek i zarodnikowania.Następnie zacznij od przelania autoklawizowanej pożywki na szalki Petriego. Po utwardzeniu pożywki zapakuj szalki Petriego do sterylnej plastikowej torby i przechowuj je do góry nogami przez noc w lodówce w temperaturze od czterech do 10 stopni Celsjusza. Przeciąć i usunąć skalpelem kanał inf

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

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Zacznij od sadzonek ryżu wstępnie wykiełkowanych w ciemnych, aseptycznych warunkach, aby zapewnić równomierne kiełkowanie.Przenieść te sadzonki do kolby zawierającej bogate w składniki odżywcze, półstałe podłoże wstępnie zaszczepione badaną bakterią.W miarę wzrostu rośliny korzenie uwalniają związki chemotaktyczne do otaczającego podłoża.Związki te stymulują namnażanie się bakterii, prowadząc do adhezji, namnażania i tworzenia kolonii na powierzchni korzenia.W miarę rozwoju korzeni bakterie...

Endofityczna kolonizacja pożytecznych bakterii w ryżu za pośrednictwem korzeni

Źródło: Yi, Y., et al. Interakcja roślina-mikroorganizm: odpowiedź transkrypcyjna Bacillus mycoides na wysięki z korzeni ziemniaka. J. Vis. Exp. (2018)Ten film przedstawia przygotowanie i leczenie kultur Bacillus mycoides w celu zbadania interakcji między roślinami a mikroorganizmami. Przedstawia kroki od smugowania kultury podstawowej i inkubacji jej w płynnym podłożu do wystawienia bakterii na wysięk z korzeni roślin pod wpływem mieszania. Punktem kulminacyjnym procesu jest zebranie i...

Leczenie bakterii wysiękami z korzeni roślin w celu naśladowania interakcji roślina-mikroorganizm in vitro

Źródło: Rufián, J. S., et.al. Analiza ekspresji genów strzykawki pseudomonas w tkance roślinnej na poziomie pojedynczych komórek. J. Vis. Exp. (2022)Ten film demonstruje metodę infiltracji próżniowej polegającą na wprowadzeniu patogenu bakteryjnego do liści rośliny Arabidopsis . Podejście to wykorzystuje przygotowaną zawiesinę bakteryjną oraz impulsy próżniowe, aby umożliwić równomierne przenikanie przez szparki szparkowe, co skutkuje kontrolowanym zakażeniem liści.

Szczepienie patogena bakteryjnego do liści Arabidopsis poprzez infiltrację próżniową

Ten protokół demonstruje dwie metody inokulacji w celu wprowadzenia entomopatogenu grzyba Beauveria bassiana jako endofitu do fasoli zwyczajnej (Phaseolus vulgaris), w ramach przygotowań do kolejnych ocen endofitycznej kontroli biologicznej.

Ustanawianie entomopatogenów grzybów jako endofitów: w kierunku endofitycznej kontroli biologicznej

Opisano użycie metody iniekcji igłą do inokulacji roślin kukurydzy i teosinte biotroficznym patogenem Ustilago maydis.  Metoda inokulacji igłowej ułatwia kontrolowane dostarczanie patogenu grzybowego między liście rośliny, gdzie patogen dostaje się do rośliny poprzez tworzenie appresorii. Metoda ta jest bardzo skuteczna, umożliwiając powtarzalne inokulacje U. maydis.

Szybka i skuteczna metoda oceny patogenności Ustilago maydis na liniach kukurydzy i teosinte

Wzrost roślin Medicago truncatula w symbiozie z bakteriami wiążącymi azot Sinorhizobium meliloti w indywidualnych, sterylnych mikrokosmosach wykonanych ze standardowych płytek laboratoryjnych pozwala na częste badanie systemów korzeniowych i guzków bez uszczerbku dla sterylności. Rośliny można utrzymywać w tych komorach wzrostowych do 9 tygodni.

Jednoroślinne, sterylne mikrokosmosy do brodawkowania i wzrostu rośliny strączkowej Medicago truncatula z symbiontem ryzobialnym Sinorhizobium meliloti

Agroinfiltracja i agroinfekcja PVX to rutynowe testy funkcjonalne dla przejściowej ektopowej ekspresji genów w roślinach. Metody te są skutecznymi testami w strategiach efektoromicznych (szybkie odkrywanie genów oporności i wirulencji) i mają kluczowe znaczenie dla nowoczesnych badań w zakresie molekularnej patologii roślin. Spełniają one zapotrzebowanie na solidną, wysokowydajną analizę funkcjonalną w zakładach.

Agroinfiltracja i agroinfekcja PVX u ziemniaka i Nicotiana benthamiana

Opisany system kouprawy hydroponicznej wspiera nienaruszone rośliny za pomocą metalowych siatek i współhoduje je z bakteriami. Tkanki roślinne, bakterie i wydzielane cząsteczki mogą być następnie oddzielnie zbierane do dalszych analiz, co jednocześnie pozwala na zbadanie odpowiedzi molekularnych zarówno gospodarzy roślinnych, jak i oddziałujących na siebie mikroorganizmów lub mikrobiomów.

Hydroponiczny system wspólnej uprawy do jednoczesnej i systematycznej analizy interakcji molekularnych między roślinami a mikroorganizmami oraz sygnalizacji

Nakłuwanie podstawowej główki rośliny czarnego pieprzu to krótka i oszczędzająca czas metoda jej uszkodzenia. Tutaj przedstawiliśmy szczegółowe instrukcje wraz z filmem dotyczącym infekowania roślin czarnego pieprzu.

Skuteczna metoda inokulacji Phytophthora capsici na roślinach czarnego pieprzu

Opanowanie więdnięcia arbuza przez Fusarium wymaga wiedzy na temat obecnych ras patogenów. Tutaj opisujemy metody zanurzania korzeni, poinfestowanego wysiewu ziaren i zmodyfikowanego zaszczepiania tacowego, aby wykazać ich skuteczność w typowaniu rasowym chorobotwórczego grzyba Fusarium oxysporum f. sp niveum (Fon).

Kontrast trzech technik inokulacji stosowanych do określenia rasy nieznanego Fusarium oxysporum f.sp. niveum powiedział: Izolatów

Poznaj trzy systemy inokulacji korzeni roślin grzybami glebowymi Verticillium longisporum i V. dahliae. Metody pozwalają badać interakcje mikroorganizmów z korzeniami na poziomie molekularnym i cytologicznym.

Strategie inokulacji w celu infekowania korzeni roślin mikroorganizmami przenoszonymi przez glebę

Przeglądaj więcej filmów