Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Завод инфекции тест: Спрей и Рана опосредованной прививка с завода возбудителя Magnaporthe мурены

12.4K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/57675

⸱

4 августа 2018 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы представляем протокол для проверки вирулентности завод с завода возбудитель Magnaporthe мурены. Этот доклад будет способствовать крупномасштабные скрининга pathotypes грибов изолятов и служат отличной отправной точкой для понимания устойчивых механизмов растений во время молекулярной разведения.

Аннотация

Растения обладают мощной системы, чтобы защитить себя от потенциальных угроз, патогенных грибов. Для аграрно важных растений однако, текущие меры по борьбе с такой патогенов оказались слишком консервативна и, таким образом, недостаточно эффективными и они могут создавать потенциально экологические риски. Таким образом это крайне необходимо для выявления факторов хост сопротивления для оказания помощи в контроля заболеваний растений естественно через выявление устойчивых зародышевой плазмы, изоляции и характеристика генов сопротивления и молекулярных разведения устойчивых сортов. В этой связи существует необходимость установить метод точного, быстрого и крупномасштабных прививка размножаться и развиваться завод гены сопротивления. Рис взрыв грибкового патогена Magnaporthe мурены причины тяжелой болезни симптомы и принести убытки. Недавно м. мурены стала модель организма для изучения механизмов взаимодействия растений грибкового патогена. Следовательно мы сообщают о разработке метода испытания вирулентности завод, который является специфичным для м. мурены. Этот метод обеспечивает для прививки спрей с конидиальная подвеска и ранив прививка с мицелием кубов или капельки конидиальная подвески. Ключевым шагом ранив метод прививки для отсоединенной рис листья, чтобы раны на листьях растений, который предотвращает любые помехи, вызванные сопротивление пенетрации хост. Этот спрей/ранив протокол способствует быстрой, точной и крупномасштабных скрининга pathotypes м. мурены изолятов. Это комплексное и систематические завод инфекции метод послужит отличной отправной точкой для получения широкой перспективы вопросов в фитопатологии.

Введение

Райс Доменная, вызванные м. мурены, является одним из самых серьезных заболеваний для риса сорта во всем мире1,2. Этот процесс, по которому м. мурены заражает растений-хозяев включает в себя производство конидий и поверхности крепления, прорастание конидий и Аппрессории образование, формирование проникновения колышек и инфекционных ГИФА дифференциации, и распространением болезни 3. все эти этапы являются общими в многих других растений патогенных грибов, и, действительно, блокаду любой одноступенчатые предотвращает инфекции растений-хозяев. Благодаря его экономическое значение и отслеживаемости генетических м. мурены стала модель организма для изучения механизмов взаимодействия растений грибкового патогена1,4. Таким образом изучая молекулярные основы эти этапы развития в . м. мурены поможет прояснить молекулярных механизмов грибковых патогенности и идентификации генов-мишеней кандидата для проверки и проектирования Роман Фунгициды5.

Последние доклады, касающиеся м. мурены инфекции были сосредоточены на молекулярных механизмов до проникновения этапов, особенно conidiation, Аппрессории формирования, проникновения колышки и инфекционные роста3, 6. Таким образом, очень важно разработать подробный протокол для тестирования м. мурены инфекции. Здесь мы представляем подробный метод для инфекции тест, который использует спрей опосредованной инфекции анализов с конидиальная подвеска и прививка РАН с мицелиальных вилки м. мурены. В настоящем докладе протокол посвящен культуре штаммов, подготовка conidiation решения для распыления и мицелиальных вилка опосредованной Прививка растений с . м. мурены. Эти шаги описаны подробно ниже, и схема показаны весь процесс метода и типичные поражения приведены на рисунках 1 и 2, соответственно.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. spray прививка с подвеской конидий мурены м.

  1. Грибковые культуры для M.grisea
    1. Готовить овсянку томатный агар (OTA) питательной среды для штаммов микромицетов.
    2. Весят 30-50 г овсяных хлопьев, добавить в 800 мл дистиллированной деионизированной воды (ddH2O) и кипятить смесь на 30 мин в электрической кастрюле.
    3. Фильтр отварной овсянки сок в стакан через кусок Марли.
    4. 150 мл томатного сока и 20 г агара в фильтрат в стакан и добавить ddH2O до 1000 мл.
  2. Подготовка экспериментальных материалов
    1. Замочите около 50 семена сорта риса (Oryza sativa) Lijiangxintuan-heigu (LTH) ddH2O для 3 d или понежьтесь около 50 семян ячменя (Hordeum vulgare cv золотой обещание) ddH2O для около 1 d.
    2. Оберните семена риса или ячменя в влажной марлей и прорастают их на влажные фильтровальную бумагу в около 30 чашек Петри с диаметром 10 см х 10 см на 28 ° C. Время прорастания семян риса-около 2-3 d, время прорастания семян ячменя около 2 d. Относительная влажность воздуха в теплицах составляет примерно 70%.
    3. Посадку саженцев риса или ячменя в горшках, используя газобетона заливки почвы и полив, а затем покрыть их с слой вермикулита.
    4. Поместите растения в подходящей Теплице или роста кабинета при 25 ° C около 1 ~ 2 недели.
    5. Вырезать 3 слоя фильтровальной бумаги в кругах с стерильные Ножницы хирургические (каждый круг должен иметь диаметр 8 см) и поместите их на 100 мм стерильных пластиковых пластин.
    6. Добавьте ddH2O в каждое блюдо, чтобы впитать фильтровальной бумаги.
    7. Убедитесь, что фильтр бумага полностью мокрые, но добавить без дополнительных воды.
    8. Удалите излишки воды с вакуумным насосом.
    9. 2 место стерильным зубочистки в культуре блюдо для поддержки ячмень рис листья; пространство зубочистки ~ 2-3 см друг от друга.
    10. Собирают листья рис 2 недели после посева семян или взять в листьях ячменя 7 d после посева семян.
    11. С помощью 4 - 6 листьев саженцев риса/ячменя, отрезать нижнюю часть ствола на ~ 5 см от верхней и собирать листья.
  3. Спрей прививка протокол
    1. Культура грибковых нагрузку на OTA пластины в термостатический инкубатора (25 ° C) для ~ 4 d.
    2. Добавьте ~ 2 мл ddH2O, с помощью 0.5 - 5 мл пипетки на каждой пластине 4-дневного возраста.
    3. С прививкой петли скрип мицелия м. мурены одичал тип деформации и мутантный штамм в мицелия мусора.
    4. Сбор мусора мицелия и перевести его на новую пластину OTA. Возьмите мицелия мусора и сушить в чистой скамейке.
    5. Крышка с 3 слоями марля для обеспечения влажности, необходимых для роста конидий в Теплице при 25 ° C в течение дня (14 ч) и 23 ° C в ночь (10 h) за 24-48 ч.
    6. Добавить 2 мл ddH2O к каждому блюду и скрести конидий осторожно стерильные ватные тампоны, следуют фильтрации через 2 слоя бумаги объектива. Будьте осторожны, чтобы не поцарапать поверхность питательной среды.
    7. Перенесите конидий подвеска в новый Тюбик 50 мл с пипеткой 100-1000 мкл.
    8. Центрифуги для 5 минут как минимум 5000 x g при 25 ° C.
    9. Удалить супернатант и Ресуспензируйте Пелле дать конидий4 2 x 10 мл 0,025% (v/v) Tween-20 решения. Tween-20 решение обычно это около 10-20 мл.
    10. Налейте споро подвеска ручной опрыскиватель.
    11. Spay около 10 мл конидиальная подвески на рис листья 2-недели Старый рис саженцы или ячменя листьях проростков ячменя 7-дневных и инкубировать их в 25 ° C в темных, влажных камере для ~ 24 h. спрей управления растения с 0,025% (v/v) Tween-20 решения.
    12. Перенесите листья в другой влажной камере под флуоресцентный свет при 25 ° C для фотопериода 12 h.
    13. Запись симптомы болезни на 5 d после прививки. Изучите больной риса/ячмень лезвия ~ 6 см в длину. Стандарта оценки согласно системе скоринга взрыва сопротивления из Международный институт исследований риса (МНИИР). Сведения о системе скоринга взрыва сопротивления приведены в таблице 1.
    14. Фотография листья для оценки инфекции испытанных штаммов. Инфекция оценивали количество поражений за 3,6 см2.

2. ранив прививка с мицелием кубов или капельки конидиальная подвеска мурены м.

  1. С помощью анатомических иглы, скрести три 2-3 см длиной раны в основных вен отдельностоящий риса/ячмень листьев; Будьте осторожны, не проникает в листья.
  2. Положите листья царапины на зубочистки и спрей 0,02% (v/v) Tween-20 решения на листья образуют слой капель.
  3. Вырежьте 0,5 х 0,5 см мицелиальных плагин для каждого штамма м. мурены (штаммов одичал тип, мутант, дополнения, или другие штаммы тест) от пластины OTA.
  4. Положите мицелиальных вилки или 25 мкл капельки конидиальная подвески на раненых листья и инкубации листья при 25 ° C в влажной камере для 3-8 d.
  5. Изучите поражения на 5-7 d после прививки. Метод изучения такой же, как это было для метода прививка спрей (см. шаг 1.3.13).
  6. Изучить больной риса/ячмень лезвия ~ 6 см в длину и сфотографировать их оценить инфекции испытанных штаммов. Инфекция оценивали количество поражений за 3,6 см2.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Весь рабочий процесс для техника показано на рисунке 1. Завод инфекции анализов проводились на 14-дневных восприимчивы риса саженцев (O. sativa cv CO-39) или листья восприимчивы 7-дневных ячменя (H. vulgare cv золотой обещание)7,8,9. Для проверки инфекции на рис листья, были подготовлены и затем распыляется на лист влагалищ 14-дневных восприимчивы к...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Гены сопротивления болезни растений играют важную роль в предотвращении инфекций патогенных микроорганизмов, в том числе грибковых патогенов1,12. Райс Доменная использовалась как модель понять природу структур населения возбудителя и выявить гены сопротивления завод4. Таким образом это необходимо для изучения болезни сопротивления генотип и генотипов avirulence основных сортов сельскохозяйственных растений на больших масштабах для выявлени...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Эта работа была поддержана Специальным научно исследовательский проект Пекинского университета сельского хозяйства (YQ201603) и научный проект Пекине образовательного комитета (KM201610020005).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Фильтровальная бумагамарки GE Healthcare (Швеция)  
Пробирка объемом 50 млCORNING(Америка)430290
ЦентрифугаEppendorf(Америка)5804R
Чашка для культурыThermofisher(Америка)150326
пипетка 0,5-5 млEppendorf 
Пипетка 100-1000 мклEppendorf4920000083
Вакуумный насосLeyboldD25B
Игла для рассеченияFST26000-35
ИнкубаторMEMMERTPYX313
Кольцо для инокуляцииGreiner Bio One731175
103113874920000105

Ссылки

  1. Li, W. T., et al. A natural allele of a transcription factor in rice confers broad-spectrum blast resistance. Cell. 170 (1), 114-126 (2017).
  2. Chi, M. H., Park, S. Y., Kim, S., Lee, Y. H. A novel pathogenicity gene is required in the rice blast fungus to suppress the basal defenses of the host. PLoS Pathogens. 5 (4), 1000401(2009).
  3. Jia, Y., Valent, B., Lee, F. N. Determination of host responses to Magnaporthe grisea.on detached rice leaves using a spot inoculation method. Plant Disease. 87 (2), 129-133 (2003).
  4. Ebbole, D. J. Magnaporthe as a model for understanding host-pathogen interactions. Annual Review of Phytopathology. 45, 437-456 (2007).
  5. Hamer, J. E., Talbot, N. J. Infection-related development in the rice blast fungus Magnaporthe grisea. Current Opinion in Microbiology. 1 (6), 693-697 (1998).
  6. Howard, R. J., Valent, B. Breaking and entering: host penetration by the fungal rice blast pathogen Magnaporthe grisea. Annual Review of Microbiology. 50, 491-512 (1996).
  7. Chen, X. L., et al. N-Glycosylation of Effector Proteins by an α-1,3- Mannosyltransferase Is Required for the Rice Blast Fungus to Evade Host Innate Immunity. The Plant Cell. 26 (3), 1360-1376 (2014).
  8. Zhang, Y., et al. M.ARG1, MoARG5,6 and MoARG7 involved in arginine biosynthesis are essential for growth, conidiogenesis, sexual reproduction, and pathogenicity in Magnaporthe oryzae. Microbiological Research. 180, 11-22 (2015).
  9. Du, Y. X., et al. A serine/threonine-protein phosphatase PP2A catalytic subunit is essential for asexual development and plant infection in Magnaporthe oryzae. Current Genetics. 59 (1-2), 33-41 (2013).
  10. Yang, J., et al. A novel protein com1 is required for normal conidium morphology and full virulence in Magnaporthe oryzae. Molecular Plant-Microbe Interactions. 23 (1), 112-123 (2010).
  11. Cao, Z. J., et al. An ash1-like protein MoKMT2H null mutant is delayed for conidium germination and pathogenesis in Magnaporthe oryzae. BioMed Research International. 2016, 1575430(2016).
  12. Bryan, G. T., et al. A single amino acid difference distinguishes resistant and susceptible alleles of the rice blast resistance gene Pi-ta. The Plant Cell. 12 (11), 2033-2045 (2000).
  13. Zhou, J. M. Plant pathology: a life and death struggle in rice blast disease. Current Biology. 26 (18), 843-845 (2016).
  14. Guo, M., et al. MoGrr1, a novel F-box protein, is involved in conidiogenesis and cell wall integrity and is critical for the full virulence of Magnaporthe oryzae. Applied Microbiology and Biotechnology. 99 (19), 8075-8088 (2015).
  15. Talbot, N. J. On the trail of a cereal killer: Exploring the biology of Magnaporthe grisea. Annual Review of Microbiology. 57, 177-202 (2009).
  16. Wilson, R. A., Talbot, N. J. Under pressure: investigating the biology of plant infection by Magnaporthe oryzae. Nature Reviews Microbiology. 7, 185-195 (2009).
  17. Jia, Y. L., Lee, F. N., McClung, A. Determination of Resistance Spectra of the Pi-ta and Pi-k Genes to U.S. Races of Magnaporthe oryzae Causing Rice Blast in a Recombinant Inbred Line Population. Plant Disease. 93, 639-644 (2009).
  18. Peng, Y. L., Shishiyama, J. Temporal sequence of cytological events in rice leaves infected with Pyricularia oryzae. Canadian Journal of Botany. 66 (4), 730-735 (1988).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

инокуляция распылениемсуспензия конидиймицелиальный дискотделенные листья рисаскрининг патотиповпирикуляриоз рисавзаимодействие патогена и растения