Este protocolo fornece um método de inoculação rápido e eficiente para patógenos resistentes ao cancro do choupo, adequado para os campos de pesquisa que requerem triagem de resistência a doenças em larga escala, como reprodução híbrida de resistência ao cancro do choupo e triagem de patogenicidade de patógenos do cancro do caule.
O primeiro ponto-chave do método é avaliar a resistência a doenças por inoculação de folhas recém-amadurecidas em vez de caules/galhos maduros. Como resultado, a seleção de clones de resistência à doença do cancro do caule pode ser conduzida em 1-2 anos do melhoramento híbrido do choupo ao usar o método de inoculação foliar, em comparação com a triagem de resistência demorada na via de inoculação do caule (5-7 anos após o cruzamento), o método da folha encurtando drasticamente o ciclo de reprodução da doença do cancro do caule do choupo. A segunda etapa crucial do método da folha é a seleção das folhas. A resistência a doenças das folhas varia com sua ontogenia (idades ou posição nos galhos), denominada resistência à ontogenia foliar de resistência associada ao estágio foliar12,13. Portanto, a correlação da resistência da planta entre as folhas e caules/galhos testados é crucial para a eficácia do método de inoculação foliar. A resistência à mancha foliar nas "cinco folhas do meio" não está relacionada à resistência ao cancro do caule na interação híbrida choupo-Septoria13; no entanto, o estudo de Wei et al.14 e nossa pesquisa ilustraram que a resistência à mancha foliar nas folhas superiores recém-amadurecidas ou nas folhas superiores 5-7são consistentes com a resistência ao cancro do caule nas interações Malus-V. ceratosperma e choupos-C. chrysosperma. Portanto, o método de inoculação de folhas in vivo pode ser usado na criação de choupos do caule, e as 5-7 folhas superiores são materiais de inoculação disponíveis. O terceiro ponto-chave deste método é a produção de locais de ferimento suficientes (30 locais são recomendados e 50 locais neste protocolo) por meio de perfuração repetida de agulha após a inoculação do patógeno, teoricamente, quais locais de ferimento se desenvolverão em 50 pontos necróticos independentes em três folhas de choupo, fornecendo uma avaliação mais precisa da resistência ao cancro na progênie de choupo. Além disso, a preservação da umidade e a seleção das condições de luz15 nas folhas são benéficas para adquirir uma avaliação de resistência mais estável e precisa às doenças do cancro do caule do choupo.
Neste protocolo, tanto mudas de choupo de 1 ano (cultivadas > 3 meses) quanto galhos de 1 ano (cultivados > 2 meses) de choupos perenes foram usados como materiais de inoculação. As mudas de choupo são ideais para triagem de resistência a doenças porque são mais consistentes e fáceis de operar. Pelo contrário, selecionar galhos ou folhas de choupo (que devem estar livres de pragas, doenças e danos mecânicos e ter as mesmas condições ambientais, como iluminação ou sombreamento) é um desafio.
Comparado com o método tradicional de inoculação do caule in vitro , o método de inoculação de folhas in vivo melhora drasticamente a reprodução de resistência ao cancro do choupo em muitos aspectos: 1) fornecendo um método de triagem de resistência a doenças viável para a reprodução híbrida de doenças do cancro do caule do choupo. De acordo com nossa experiência, uma equipe de 3 pessoas pode realizar a inoculação fúngica de mais de 200 clones híbridos de choupo em 1 dia e obter os resultados após 5-7 dias. Assim, os criadores podem rastrear a resistência a doenças de uma grande população híbrida (por exemplo, 1.000 genótipos) em um curto período (por exemplo, 1 mês) por meio da colaboração de 3-6 pessoas. 2) O método de inoculação foliar avança significativamente o tempo da primeira seleção para os clones resistentes ao cancro (de 5-7 anos para 1-2 anos após o melhoramento), o que beneficia a seleção precoce e a seleção de mudas de clones resistentes às doenças do cancro caulinar. 3) Usando o método de inoculação foliar, os pesquisadores podem revelar profundamente a estrutura e diversidade de resistência de toda a progênie híbrida e obter clones de resistência candidatos para produção ou reprodução. 4) Além disso, combinado com a tecnologia de sequenciamento de alto rendimento, o método de inoculação foliar beneficia a mineração de genes relacionados à resistência e módulos genéticos4e pode ser usado na reprodução de resistência a doenças de álamo com base na tecnologia de seleção genômica (GS)4. Finalmente, para a produção contínua das5-7ª folhas superiores durante a estação de crescimento do choupo, os criadores podem rastrear a resistência do choupo a diferentes cepas de patógenos ou diferentes patógenos de doenças; então, o método de inoculação foliar também fornece um caminho viável para o melhoramento multiprojetivo de choupo, por exemplo, obter clone(s) híbrido(s) que resistem às doenças de C. chrysosperma e B. dothidea cancro simultaneamente. No entanto, deve-se notar que o método de inoculação foliar se desenvolveu a partir da triagem de resistência ao cancro em uma progênie híbrida de choupo relativamente pequena (48 genótipos). Então, como uma estratégia crítica para a reprodução de resistência ao cancro do choupo, a eficácia desse método ainda precisa de uma validação mais robusta de uma população maior de híbridos de choupo ou plantações de choupo cultivadas.
Este protocolo contribuirá para o desenvolvimento de melhoramento híbrido de doenças do cancro do choupo (por exemplo, doenças de Cytospora, Botryosphaeria e Septoria ), fornecendo clones híbridos de choupo resistentes no florestamento de choupo na China e na América do Norte. Além disso, este protocolo contribuirá para nossa compreensão da patogenicidade das doenças do cancro do caule, facilitará os ensaios genéticos e a mineração de genes e melhorará o desenvolvimento do melhoramento molecular do choupo. Além disso, o método de inoculação foliar também implica um método de avaliação preciso e estável para rastrear a suscetibilidade de patógenos do cancro e determinar genes relacionados à patogenicidade dos fungos.