Быстрый и эффективный метод оценки патогенности Ustilago maydis на линиях кукурузы и teosinte

Summary

Описано использование метода инъекций иглы для прививки растений кукурузы и тоозинта биотрофическим патогеном Ustilago maydis. Метод инъекции иглы облегчает контролируемую доставку грибкового патогена между листьями растений, где возбудитель попадает в растение через образование аппресории. Этот метод является высокоэффективным, что позволяет воспроизводиться прививки с U. maydis.

Abstract

Кукуруза является одной из основных зерновых культур во всем мире. Однако восприимчивость к биотрофическим патогенам является основным препятствием для повышения производительности. U. maydis является биотрофическим грибком патогена и возбудителем кукурузной головни на кукурузе. Это заболевание несет ответственность за значительные потери урожайности около $ 1,0 млрд в год^{в США 1 Несколько методов, включая севооборот,} фунгицидов и семян лечения в настоящее время используются для контроля кукурузы^{головне 2}. Тем не менее, сопротивление хозяина является единственным практическим методом для управления кукурузной головне. Выявление сельскохозяйственных растений, включая кукурузу, пшеницу и рис, устойчивых к различным биотрофическим патогенам, значительно снизило потери урожайности^{ежегодно на 3-5.} Таким образом, использование метода прививки патогена, который эффективно и воспроизводимо доставляет патоген между листьями растений, будет способствовать быстрой идентификации линий кукурузы, которые устойчивы к U. maydis. Как, первый шаг к indentifying линии кукурузы, которые устойчивы к U. maydis, метод инокуляции инъекции иглы и метод скрининга реакции сопротивления был использован для прививки кукурузы, теозинта и кукурузы x теозинтных интрогрессионных линий с штаммом U. maydis и для выбора устойчивых растений.

Кукуруза, тоозинте и кукуруза х teosinte интрогрессии линий, состоящий из около 700 растений, были посажены, привиты штаммом U. maydis, и скрининг на устойчивость. Методы прививки и скрининга успешно определили три линии тоозинта, устойчивые к U. maydis. Здесь представлен подробный протокол скрининга инъекций иглы и реакции сопротивления для кукурузы, тоозинта и кукурузы x teosinte интрогрессионных линий. Это исследование показывает, что прививка от инъекций иглы является бесценным инструментом в сельском хозяйстве, который может эффективно доставить U. maydis между листьями растений и предоставил растительные линии, которые устойчивы к U. maydis, которые теперь могут быть объединены и протестированы в программах разведения для улучшения устойчивости к болезням.

Introduction

Грибковые заболевания растений представляют собой одну из самых серьезных угроз сельскому хозяйству. Необходимость разработки сельскохозяйственных культур с повышением устойчивости к болезням возрастает в связи с потребностями в продовольствии растущего населения мира. Растительные патогены естественным образом инфицируют растениеводства в полевых условиях, вызывая заболевания, которые негативно влияют на урожайность^6. Было показано, что выявление и использование устойчивых растений может повысить устойчивость и уменьшить потерю урожайности. Устойчивые сорта были выявлены во многих видах растений, включая кукурузу, пшеницу, рис и сорго путем инокулирования ....

Protocol

1. Рост растительного материала

1. Выберите линии растений для прививки и скрининга. Для этой работы были использованы две линии кукурузы, пять линий teosinte и сорок линий teosinte кукурузы x с нехарактекторизованной устойчивостью к U. maydis (таблица 1).
2. Семена растений дляэкспериментальных (U. maydis инъекций) и контроля (впрыска воды) иглы инъекций прививки экспериментов. Сделай это для каждой линии завода.
3. Завод четыре семена (реплицирует) для каждой линии растений в небольших квартирах, нажав семена около 1 / 2 дюйма в почву пальцем и покрытие почвой слегка(рисунки 1A и 1B

Results

Успешная инъекционная прививка иглы может быть определена путем визуализации фенотипа растений, привитых U. maydis (экспериментальный). Большинство экспериментальных растений были восприимчивы к инфекции U. Maydis. Чувствительные растения показали очень тяжелое развитие болезни, продемонстрированные стволовым и базальным образованием желчи с черными телиоспорами(рисунки 3D и 3E, Таблица 2). Несколько растений были мертвы после прививки из-за тяжести за.......

Discussion

В этом исследовании метод прививки инъекций иглы, используемый для доставки штамма U. maydis в стебель 700 растений кукурузы и тоозинта, был успешным. Кроме того, была использована пересмотренная шкала рейтинга устойчивости к болезням для проверки растений и выявления развития патогенов. В результате использования обоих методов, линии растений, устойчивые к U. maydis были определены среди 700 кукурузы и теозинте растений, которые теперь могут быть объединены и протестированы в программах разведения для .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Семена для растений			Собраны из оригинальных скрещиваний
Ростовая камера	Conviron	PGR14 REACH-IN
Посадочные квартиры	Hummert International	14-3385-2
Почва (3 части сосновой коры; 1 часть торфяного мха с перлитом)	Hummert International	10-1059-2
Ламинарный колпак	Lab Conoco	70875372
Глицериновый подвой возбудителя (U. maydis) или грибкового патогена			Подвои были выращены из исходной культуры
Стерильная петля	Fisher Scientific	S17356A
Картофельный декстрозный агар (PDA) пластины	Fisher Scientific	R454311
Инкубатор установлен на 30°°; C	Fisher Scientific	11-690-650F
Стерильные зубочистки	Walmart		Приобретены в Walmart и стерилизованы автоклавом
Картофельный отвар декстрозы (PDB)	Fisher Scientific	ICN1008617
Инкубатор-шейкер установлен на 30 градусов; C	Нью-Брансуик	14-278-179
Спектрофотометр	Fisher Scientific	4001000
U. maydis  культура клеточной суспензии (1 x 106 клеток/мл)			Выращено из глицеринового поголовья, как описано в методах
3 мл Шприцы	Becton Dickinson
мм x 1,3 см Иглы для подкожных инъекций	Kendall Brands	8881250321