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As espécies de choupo são aptas a produzir ARs ou raízes laterais (LRs) a partir de estacas caulinares, o que contribui para sua reprodução e como modelo para o estudo da biologia radicular em plantas madeireiras 7,8. Além disso, pesquisas indicaram que a inoculação de microrganismos específicos, como bactérias benéficas (Agrobacterium rhizogenes 9,10; Rizobactérias promotoras de crescimento de plantas [PGPR]11), bactérias endófitas12,13, fungos micorrízicos arbusculares (FMA)14,15 ou fungos ectomicorrízicos (EMF)16,17 podem promover o crescimento ou desenvolvimento das raízes das plantas. No entanto, nenhum relato sobre patógenos (nem bactérias nem patógenos fúngicos) que induzem ou promovem a estrutura dos ARs nas plantas hospedeiras foi relatado.
Os experimentos aqui mostraram que diferentes patógenos do cancro do choupo (como V. sordida, B. dothidea) podem induzir a formação de ARs em caules / galhos de choupo (Figura 2A, painéis 3-6). Além disso, experimentos mostraram que ARs podem ser induzidos em diferentes espécies / clones de choupo, por exemplo, mudas de 1-2 anos de P . alba var. pyramidalis, Populus × beijingensis, P. alba × P. tremula var. glandulosa clone 84K, P. euramericana cv. 'Bofeng 3' e até ramos de choupo de 6 anos (Figura 2A, painel 7). No entanto, nenhuma estrutura de ARs foi produzida nas mudas/ramos de Malus spp., Prunus spp., Cedrus deodara e Pinus massoniana com 1 ano de idade. Em seguida, este protocolo forneceu uma nova via de produção de ARs de choupo: induzir ARs por meio da inoculação de patógenos do cancro fúngico de árvores (V. sordida e B. dothidea) em caules/galhos de choupo.
Os experimentos também indicaram que os métodos de anelamento do floema e da epiderme poderiam induzir a formação de ARs nos caules dos choupos após a inoculação do patógeno; No entanto, os caules do choupo após a inoculação do floema são facilmente quebrados pelo vento nos locais de anelamento para a diminuição significativa da tenacidade causada pela manipulação do anelamento e remoção da casca (floema) e invasão de patógenos. Portanto, para a indução dos ARs, os caules/galhos do choupo devem ser bem amarrados a varas para evitar que se quebrem, especialmente quando o método de anelamento do floema foi usado.
As próprias plantas determinam principalmente a formação de ARs. No entanto, também é afetado por alguns fatores ambientais. Por exemplo, ARs podem ser induzidos em condições de alagamento ou inundação em algumas espécies de dicotiledôneas18,19. A manutenção da umidade foi a etapa crucial da indução de ARs nos caules / galhos acima do solo. Neste protocolo, tanto o Parafilm quanto o filme de PE doméstico foram usados para preservação da umidade. No entanto, o envoltório do Parafilm pode ser penetrado pelos ARs recém-formados, causando perda de água, retardo de crescimento, escurecimento e lignificações de ARs de choupo. Pelo contrário, ARs abundantes, tenros e ricos em água foram colhidos nos caules de choupo envoltos em PE. Portanto, o filme PE doméstico, não o filme Parafilm, foi recomendado neste protocolo.
As raízes são órgãos cruciais das plantas, desempenhando papéis importantes na reprodução, crescimento, nutrientes e absorção de água das plantas. Em seguida, os métodos devem ser utilizados no estudo da rizogênese20, morfologia e desenvolvimento e arquitetura do sistema radicular (RSA) 21 em espécies de choupo. Além disso, pesquisas indicaram que as associações entre o sistema radicular e as bactérias da rizosfera podem melhorar a resistência a doenças das plantas hospedeiras22; então, a inoculação de patógenos do anelamento deve induzir algumas alterações moleculares e epigenéticas nos ARs de choupo, que têm uma aplicação potencial no cultivo de mudas resistentes a doenças.
A luz é um fator ambiental crítico que afeta o crescimento, o desenvolvimento e a reprodução das plantas. O experimento de exposição ao sombreamento (Figura 2B) indicou que os ARs de álamo induzidos por patógenos são um sistema de experimento ideal para a biossíntese de segmentos de plantas (flavonóides, antocianinas23, etc.). Pesquisas anteriores também ilustraram que as condições de luz (intensidade, qualidade, duração e quantidade exposta à planta-mãe) afetam a formação de raízes ou rizogênese e o desenvolvimento de raízes adventícias e laterais 24,25,26. Portanto, por meio do ajuste fino das condições de iluminação, o sistema ARs de choupo induzido por patógenos neste protocolo pode ser usado na pesquisa da biologia radicular e outros processos relacionados à resposta à luz de plantas de choupo.