Гистохимический анализ устойчивых и восприимчивых генотипов хлопчатника
Гистохимическое исследование поперечных срезов корня и стебля на стадии развития настоящих листьев выявило визуальные различия между резистентными и восприимчивыми генотипами, что продемонстрировано на Рисунке 4, Рисунке 5 и Дополнительном рисунке 1 (поперечные срезы стебля). Большее увеличение (100x–300x) позволило детально рассмотреть эти различия (Рисунок 4A–C и Рисунок 5A–C для резистентных генотипов и Рисунок 4D–F и Рисунок 5D–F для восприимчивых генотипов). Характер окрашивания лигнина различался в зависимости от типа ткани: у резистентных генотипов наблюдалось более слабое или аналогичное окрашивание лигнина в стеблях, в то время как у восприимчивых генотипов визуально отмечалась относительно более высокая степень лигнификации стебля (Дополнительный рисунок 1A–D).
Количественный анализ изображений окрашивания лигнина
Сорт Deltapine 16, восприимчивый культивар, включенный в данное исследование, продемонстрировал более слабую окраску лигнина (Рисунок 6A–C) со значениями процента окрашенной площади 12, 17,8 и 16,3 (Рисунок 6D). У восприимчивого генотипа A2-40 значения процента окрашенной площади составили 25,2, 19,9 и 28,75, тогда как устойчивый генотип A2-995 показал значения процента окрашенной площади 54,95, 58,71 и 69,85 (Рисунок 7). При этом у A2-20 значения процента окрашенной площади составили 16,6, 21,3 и 20,4, в то время как A2-514 показал значения процента окрашенной площади 49,8, 34,1 и 43,38 (Рисунок 8). Сравнение дало значение p = 0,06. Поскольку эти значения были получены с использованием разных пороговых параметров, был проведен анализ в ImageJ с единым порогом, при котором использовались идентичные пороги цветового тона (hue), насыщенности (saturation) и яркости (brightness) для обеспечения воспроизводимости между повторностями. Устойчивый генотип (A2-514) показал относительно более интенсивную окраску, чем восприимчивый генотип (A2-20). Процент окрашенной площади рассчитывали как отношение количества лигнин-положительных пикселей к общему количеству пикселей ткани в срезе. Количественное сравнение восприимчивого генотипа A2-20 и устойчивого генотипа A2-514 с использованием единого порога показано на Рисунке 9. В целом, анализ с единым порогом демонстрирует наличие генотип-специфических различий в лигнификации между этими генотипами.
ДОСТУПНОСТЬ ДАННЫХ:
Исходные данные добавлены в качестве дополнительного файла.

Рисунок 1: Микроскопический вид почвенных нематод рода Rotylenchulus, питающихся корнями хлопчатника. Показаны нематоды рода Rotylenchulus, питающиеся корнями хлопчатника, при 50-кратном увеличении после окрашивания красным пищевым красителем. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Подготовка растительного материала для гистохимического анализа лигнина. Рабочий процесс состоит из следующих этапов: (1) замачивание семян хлопчатника в воде; (2) размещение семян на влажных бумажных полотенцах в промаркированной стерильной чашке Петри; (3) проращивание семян в течение 2 дней и перенос проростков в промаркированные горшки с почвой; (4) выращивание проростков до стадии семядолей; (5) дальнейшее выращивание растений до стадии настоящих листьев и приготовление поперечных срезов стеблей и корней; и (6) окрашивание собранных срезов тканей и их исследование под микроскопом. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Сбор и окрашивание срезов корня и стебля хлопчатника с использованием флорглюцинола-HCl. Рабочий процесс состоит из следующих этапов: (1) выращивание трех биологических повторностей до стадии появления настоящих листьев; (2) осторожное извлечение растений из почвы, промывка водой и подготовка к секционированию; (3) подготовка поперечных срезов стебля с помощью стерильного лезвия; (4) подготовка поперечных срезов корня с помощью стерильного лезвия; (5) окрашивание срезов стебля 3% раствором флорглюцинола-HCl, промывка водой и исследование под микроскопом; (6) окрашивание срезов корня 3% раствором флорглюцинола-HCl, промывка водой и исследование под микроскопом; и (7) изучение окрашенных срезов под микроскопом для визуализации различий в окрашивании флорглюцинолом и фиксации изображений. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 4: Окрашивание на лигнин в поперечных срезах корня генотипов хлопчатника A2-514 и A2-20. Поперечные срезы корня устойчивого генотипа A2-514, окрашенные на лигнин, при увеличении (A) 100x, (B) 200x и (C) 300x. Поперечные срезы корня восприимчивого генотипа A2–20, окрашенные на лигнин, при увеличении (D) 100x, (E) 200x и (F) 300x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 5: Окрашивание на лигнин в поперечных срезах корня генотипов хлопчатника A2-995 и A2-40. Окрашенные на лигнин поперечные срезы корня устойчивого генотипа A2-995 при увеличении (A) 100x, (B) 200x и (C) 300x. Окрашенные на лигнин поперечные срезы корня восприимчивого генотипа A2-40 при увеличении (D) 100x, (E) 200x и (F) 300x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 6: Окрашивание на лигнин и количественный анализ поперечных срезов корня сорта Deltapine 16. Поперечные срезы корня трех биологических повторностей восприимчивого сорта Deltapine 16, окрашенные на лигнин, при увеличении 100x: (A) биологическая повторность 1, (B) биологическая повторность 2 и (C) биологическая повторность 3. (D) Процент окрашенной площади для трех биологических повторностей, определенный с помощью количественного анализа в ImageJ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 7: Количественный анализ окрашивания лигнина в генотипах хлопчатника A2-40 и A2-995. Процент окрашенной области, определенный с помощью анализа в ImageJ для трех биологических повторностей восприимчивого генотипа A2-40 и устойчивого генотипа A2-995. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 8: Количественный анализ окрашивания лигнина в генотипах хлопчатника A2-20 и A2-514. Процент окрашенной области, определенный с помощью анализа в ImageJ для трех биологических повторностей восприимчивого генотипа A2-20 и устойчивого генотипа A2-514. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 9: Количественный анализ окрашивания лигнина в генотипах хлопчатника A2-20 и A2-514 с использованием единого порога. Процент окрашенной области у восприимчивого генотипа A2-20 и устойчивого генотипа A2-514 по результатам анализа изображений с единым порогом. Статистическое сравнение проводилось с помощью t-критерия Уэлча (t = −1.52, p = 0.267). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 10: Визуализация окрашивания лигнина в различных областях корня. Репрезентативные изображения, демонстрирующие окрашивание лигнина в зонах созревания корня, растяжения корня и в области кончика корня. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Дополнительный рисунок 1: Окрашивание лигнина в поперечных срезах стебля устойчивых и восприимчивых генотипов хлопчатника. Поперечные срезы стебля, окрашенные на лигнин, при 100-кратном увеличении для (A) восприимчивого A2-20, (B) устойчивого A2-514, (C) восприимчивого A2-40 и (D) устойчивого A2-995. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.