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Avaliação Baseada em Microscopia da Fixação Bacteriana às Superfícies Radiculares das Plantas

February 26th, 2026

In This Article

Abstract

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Fonte: Matthysse, A. G. Adesão de bactérias às superfícies das plantas medida em laboratório. J. Vis. Exp. (2018).

Este vídeo demonstra a avaliação da ligação bacteriana às raízes das plantas usando microscopia de contraste de fase. Amostras de raízes de mudas incubadas com bactérias são primeiro montadas para verificar a presença de bactérias livres. As amostras são então lavadas para remover bactérias frouxamente fixadas e remontadas usando uma capa adequada para evitar danos. Por fim, o número de bactérias ligadas aos pelos radiculares é contado ao microscópio.

Protocol

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1. Inoculação das bactérias

  1. Determine o número de bactérias a serem inoculadas com referência à medição a ser usada para determinar a adesão bacteriana e o tempo de incubação.
  2. Para estudos microscópicos envolvendo tempos de incubação inferiores a 1 dia, inocule um número relativamente grande de bactérias. Adicione uma quantidade de cultura para atingir uma concentração bacteriana final superior a10,6 bactérias por mL. Para tempos de incubação mais longos, diminua o tamanho do inoculo bacteriano.
  3. Para estudos em que a adesão bacteriana será medida por contagens celulares viáveis, adicione uma quantidade de cultura para atingir uma concentração bacteriana final de 103 a 106 bactérias por mL.
  4. Evite adicionar tantas bactérias que o metabolismo delas altere o pH ou a concentração de oxigênio no meio de incubação. Meça o pH usando papel de pH ou um eletrodo. Meça a concentração de oxigênio usando um eletrodo de oxigênio.
  5. Para plantas cultivadas em areia, inocule de três maneiras possíveis.
    1. Inocule a semente com as bactérias antes de plantar, deixando as sementes de molho por 1 minuto em uma suspensão em água com cerca de 10,6 bactérias por mL.
    2. Inocule a raiz germinando mudas axénicas. Quando a raiz da muda tiver cerca de 1 cm de comprimento, mergulhe-a ou coloque a muda inteira em uma suspensão de 10,6 bactérias por mL em água por 1 minuto.
    3. Inocule a areia misturando as bactérias com a areia antes do plantio para obter uma concentração final de cerca de 103 bactérias por mL ou regando a muda com uma suspensão de 106 bactérias por mL após o plantio.

2. Incubação das bactérias com o material vegetal

  1. Para incubação em meio líquido, incube as bactérias com o material vegetal em água estéril ou sacarose e sais minerais ou meio de cultivo de tecido vegetal (como uma diluição 1:10 da mistura de sais basais Murashige e Skoog ou sais MS).
    1. Use um recipiente ao qual as bactérias não aderam. Tente manter a superfície da planta coberta continuamente, seja por submersão ou por agitação suave. Agitação vigorosa pode impedir a adesão ou até remover bactérias da superfície da planta.
    2. Observe o material vegetal no microscópio óptico após intervalos de tempo variados para determinar quando interromper a incubação e fazer medições. Um curso de adesão é frequentemente valioso, com amostras coletadas a cada 1 a 4 horas ou todos os dias, dependendo da velocidade da interação.
  2. Para incubar em areia, aplique as mesmas considerações descritas para incubação em meio líquido na etapa 2.1.

3. Medição de Adesão Usando Microscopia

  1. Faça medições microscópicas com Nomarski ou óptica de contraste de fase para facilitar a visualização das bactérias nas superfícies. No entanto, qualquer microscópio de campo claro com ampliação de 20X ou superior pode ser utilizado.
    1. Use observação microscópica para determinar se as bactérias estão distribuídas aleatoriamente ou localizadas em locais específicos. Além disso, verifique se estão ligados individualmente ou em grupos. Procure a presença de microcolônias que sugiram crescimento ou aprisionamento bacteriano após a aderência. Verifique se as bactérias parecem formar um biofilme na superfície.
      NOTA: Um biofilme é um grande número de bactérias ligadas à superfície e cercadas por uma matriz extracelular. A estrutura pode ser lisa e uniforme ou ter uma arquitetura mais complexa.
    2. Use bactérias marcadas com marcador fluorescente. Se outras bactérias estiverem presentes e as de interesse forem identificadas por uma etiqueta fluorescente, como a proteína fluorescente verde (GFP), utilize microscopia de fluorescência para determinar a presença das bactérias marcadas em aglomerados de outras bactérias. Para GFP, use um filtro com excitação de 490 nm e emissão de 520 nm.
      1. Verifique se a etiqueta fluorescente não está afetando negativamente as bactérias observando a adesão ao material axênico de uma mistura igual de bactérias do tipo selvagem e bactérias marcadas da mesma linhagem, utilizando ópticas Nomarski e de fluorescência. Se as bactérias fluorescentes e escuras estiverem misturadas aleatoriamente e presentes em número igual, então a marca não interferiu no ensaio.
  2. Determine o número de bactérias aderidas.
    NOTA: É muito difícil determinar o número de bactérias anexadas no microscópio. Quando a ligação é feita a superfícies irregulares das plantas, geralmente não é possível obter uma medição quantitativa. Microscopia eletrônica de varredura (não discutida neste artigo) pode ser usada para realizar tais medições.
    1. Quando as bactérias estão ligadas a uma superfície lisa, como um pelo radicular, conte o número de bactérias ligadas à borda do pelo radicular por mm de comprimento dos pelos radiculares. Tenha cuidado em usar pelos radiculares de tamanho e formato semelhantes ao comparar medidas.
    2. Para determinar o tamanho dos objetos no microscópio, use uma lâmina comercial com marcações medidas. Observe e fotografe esse slide nas mesmas configurações usadas para o material experimental e use as imagens resultantes para determinar o tamanho dos objetos nas fotomicrografias.
  3. Prepare a amostra para microscopia.
    1. Lave a amostra. Mova a amostra para uma gota de água ou meio de incubação em uma lâmina de microscópio e observe-a diretamente.
      NOTA: Isso tem a vantagem de que, se não houver crescimento ou morte bacteriana real, é improvável que haja muitas bactérias livres. Considere a ausência de bactérias livres como um sinal de alerta de que pode ter havido morte bacteriana ou ligação bacteriana ao recipiente onde a incubação foi realizada. O efeito da lavagem da amostra é mostrado na Figura 1.
    2. Lave a amostra delicadamente em água ou meio de incubação, colocando-a em um frasco com líquido e invertendo o frasco delicadamente. Depois, coloque a amostra na lâmina do microscópio em líquido fresco para observação.
    3. Monte a amostra em líquido usando uma lâmina comum de cobertura e uma lâmina de microscópio.
      1. Se a amostra for espessa e causar um volume sob a capa de proteção, use uma engobe de cobertura com press-apply. Essas lâminas de cobertura possuem um anel de borracha ou plástico ao redor da borda da lâmina de tampo. Coloque o líquido e a amostra no poço dentro do suporte de tampa e depois coloque o ferrolho por cima e pressione suavemente para selar o deslize de tampa ao lâmina. Inverta e examine.
      2. Alternativamente, use um deslizador de contagem de algas e um deslize de cobertura de forma semelhante. Note que lâminas com essa profundidade geralmente não podem ser examinadas com uma lente objetiva de ampliação superior a 20X.

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Results

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Figura 1: Etapas na preparação de uma amostra para determinar o número de bactérias ligadas. Agrobacterium tumefaciens se liga aos pelos das raízes do tomate (A, B e C) e aos fios de náilon (D, E e F). Em amostras montadas em água se...

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Microscópio ópticoqualquerN/Acontraste de fase ou óptica Nomarski são úteis; para estudos usando marcadores fluorescentes, é necessário um microscópio de fluorescência.
SementesqualquerN/AAnote o número do lote da semente e o cultivar
Água sanitáriaqualquerN/A 
Sonicador de banhoQualquer empresa de suprimentos científicosN/A 
Triton X-100Sigma-AldrichT9284 
Ágar nutritivoDifco2001-01-08 
SoytoneDifco24360 
Areiaareia marinha Fisher ScientificS25 
AreiaSigma-AldrichS9887 
ContêineresStuewe & Sons, Inc.Cones-tainers de Ray-LeachExistem muitos tamanhos diferentes disponíveis para se adequar ao tipo de planta que você deseja cultivar
ParafilmQualquer empresa de suprimentos científicosN/A 
Sais de EMSigma-AldrichM5524 
Célula de contagem Sedgwick-rafterHauser ScientificHS3800 
Câmara de incubatina com clipe de pressão e selo de sondaSigma-AldrichZ359483 
RifampicinaSigma-AldrichR3501 

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