यौन विकास और में Ascospore निर्वहन Fusarium graminearum

Biology
 

Summary

यौन पार और पुनः संयोजक संतान के अलगाव filamentous कवक के लिए महत्वपूर्ण अनुसंधान उपकरण हैं,

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Cavinder, B., Sikhakolli, U., Fellows, K. M., Trail, F. Sexual Development and Ascospore Discharge in Fusarium graminearum. J. Vis. Exp. (61), e3895, doi:10.3791/3895 (2012).

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Abstract

Protocol

1. Perithecia उत्पादन

  1. एफ के एक उपजाऊ तनाव के साथ एक 6.0 सेमी diam पेट्री डिश में केंद्र टीका लगाना गाजर 10 अगर graminearum (पीएच-1 सिफारिश).
  2. कमरे के तापमान (18-24 डिग्री सेल्सियस) पर जगह उज्ज्वल फ्लोरोसेंट रोशनी के तहत बर्तन और टीका विकसित करने के लिए जब तक फुई पेट्री डिश (3-5 दिन) के बाहरी छोर पर पहुँच गया है की अनुमति देते हैं. वाणिज्यिक घरेलू फ्लोरोसेंट रोशनी फलने शरीर गठन और निर्वहन उत्तेजक के लिए ठीक काम करते हैं.
  3. धीरे एक बाँझ दन्तखुदनी के साथ हवाई mycelia हटा दें.
  4. सतह के लिए एक बाँझ कांच hockeystick या एक बाँझ कांच वाली छड़ी के गोल अंत के साथ 1.0 मिलीलीटर 2.5% के बीच 60 aq बांटो.
  5. प्रकाश के लिए प्लेटें लौटें. प्लेटें Parafilm जोड़ नहीं है.
  6. 24 घंटे के बाद, प्लेट की सतह चमकदार उपस्थिति है चाहिए. यदि mycelia reappears, परिमार्जन सतह और फिर से लागू बीच 60 समाधान.
  7. अगले सप्ताह से अधिक perithecia के विकास का निरीक्षण करते हैं. के मध्यवर्ती चरणोंperithecium विकास धीरे से अगर और शाही सेना निष्कर्षण (चित्रा 1) के लिए जमे हुए फ़्लैश की सतह scraping द्वारा काटा जा सकता है.
  8. परिपक्व spores 7 दिन थाली के ढक्कन पर जमा करेंगे. शुरू में इन केवल एक विदारक खुर्दबीन के नीचे दिखाई हो जाएगा, लेकिन 9 दिन से, वे पर्याप्त घनत्व के लिए जमा के रूप में इतना नग्न आंखों को दिखाई हो.

2. Ascospore निर्वहन परख

  1. 6 दिन बीच समाधान के आवेदन के बाद, एक लकड़ी छिद्रक साथ अगर एक 1 सेमी diam चक्र बाहर कटौती. वैकल्पिक रूप से, एक स्केलपेल के लिए एक समान आकार खंड को दूर किया जा सकता है. वृत्त आधे में कटा हुआ जा सकता है और प्रत्येक आधा एक गिलास खुर्दबीन स्लाइड पर रखा.
  2. ओरिएंट तो फलने निकायों युक्त सतह स्लाइड की सतह पर खड़ा है टुकड़े, और spores नीचे स्लाइड की लंबाई निकाल रहे हैं.
  3. एक नमी रोशनी के तहत रात भर कक्ष में स्लाइड रखें. Spores पर जमा करेंगेस्लाइड और नग्न आंखों अगली सुबह (चित्रा 2) दिखाई.
  4. संचित spores स्लाइड बंद पानी से धोया जा सकता है और अगर वांछित मात्रा.
  5. संभावित ascospore निर्वहन inhibitors परख की विधानसभा के दौरान अगर ब्लॉक के पीछे की ओर के लिए उन्हें जोड़ने के द्वारा assayed किया जा सकता है. कुछ आयन चैनल inhibitors है कि छुट्टी के कम पहले किया गया है इस तकनीक के साथ 15 assayed.

3. पुनः संयोजक संतान की पीढ़ी

  1. एफ के दो उपभेदों के साथ गाजर अगर inoculating पार आरंभ graminearum (एक + लीख और एक लीख), पेट्री डिश के विपरीत पक्षों पर टीका अंक दे.
  2. एक बार hyphae सतह भर है, हवाई भाग परिमार्जन और बीच 60 समाधान लागू के रूप में ऊपर वर्णित है. एक मार्कर का उपयोग करने के लिए पेट्री डिश की ओर जहां hyphae को पूरा करने पर ध्यान दें.
  3. संस्कृतियों को प्रकाश के लिए लौटें और सेते हैं जब तक perithecia विकसित किया है, और cirrhi होबंदूक perithecia से दो संस्कृतियों के बीच चौराहे के साथ फार्म.
  4. विदारक माइक्रोस्कोप के तहत लाने में दो संस्कृतियों के मिलन बिंदु के साथ perithecia देखने के लिए. एक कीट पिन का उपयोग, निष्फल और बाँझ पानी में डूबा हुआ है, इस सीमा के साथ एक cirrhus हल्के को छूने पिन की टिप के साथ. पिन पर नमी cirrhus पिन करने के लिए छड़ी करने के लिए अनुमति चाहिए.
  5. Eppendorf spores धोना बंद ट्यूब में 200 μl बाँझ पानी में उस पर cirrhus साथ पिन की नोक कुल्ला.
  6. ज्वाला पिन, यह फिर से गीला और अन्य cirrhus उठाओ. 10 से 15 cirrhi उठाओ, और पानी की एक अलग ट्यूब में हर जगह.
  7. संक्षिप्त भंवर ट्यूब cirrhi निलंबित युक्त.
  8. एक विंदुक और MMTS 1 मध्यम पर एक 9 सेमी पेट्री डिश में जगह के साथ बीजाणु निलंबन के 60 μl निकालें. एक बाँझ हॉकी स्टिक के साथ फैल गया. शेष बीजाणु निलंबन डिग्री सेल्सियस 4 में एक सप्ताह के लिए भंडारित किया जा सकता है और यदि आवश्यक replated.
  9. Incuba3-5 दिनों के लिए कमरे के तापमान (नहीं आवश्यक प्रकाश) में ते तक बहुत छोटी कालोनियों दिखाई देते हैं (चित्रा 3). कालोनियों के बीच में phenotypes की दो प्रकार की हो जाएगा. - लीख कालोनियों लीख कालोनियों से sparser hyphae होगा. पुनः संयोजक perithecia से cirrhi लगभग बराबर अनुपात में दोनों कॉलोनी phenotypes दिखाएगा. उन पर केवल एक ही phenotype की कालोनियों के साथ प्लेट त्यागें. नोट करें कि कभी कभी अधिक से अधिक दो phenotypes अन्य कारकों में से अलगाव के कारण परिणाम.
  10. वी 8 या भंडारण के लिए गाजर अगर कालोनियों ले जाएँ. सही फेनोटाइप की पुष्टि, Czapek Dox अग्रवाल (लीख उपभेदों Czapek Dox पर विकास नहीं होगा) पर और क्लोरट साथ (लीख + उपभेदों क्लोरट साथ पीडीए पर नहीं बढ़ेगा 0.5 एम पोटेशियम क्लोरेट) के पीडीए पर टेस्ट कालोनियों. वांछित गुणों के लिए इन कालोनियों की जांच.

4. प्रतिनिधि परिणाम

Perithecia उत्पादन

लक्ष्य के लिए एक लॉन हैperithecia के बिना किसी भी mycelia या स्पष्ट spores. संस्कृति की सतह काले मखमल (चित्रा 1) समान दिखाई देगा. 24 घंटे के बीच के आवेदन के बाद अगर की सतह एक मामूली चमक होना चाहिए. अगर mycelia फिर से प्रकट होना, फिर थाली नहीं किया गया है पर्याप्त scraped के लिए perithecium विकास को प्रेरित.

Ascospore निर्वहन

हमेशा जंगली प्रकार तनाव से अपनी परख अगर के कई ब्लॉक में प्रदान करते हैं. यदि उन आग नहीं करते हैं, तो या तो अपने perithecia भी युवा या बहुत पुराने हैं. यदि वे भी पुराने हैं, तो कई hyphae यह एक सफेद रंग देने के संस्कृति की सतह पर दिखाई देगा. यदि यह मामला नहीं है, वे भी जवान हो, और हो सकता है परख 24 घंटे में फिर से कोशिश करनी चाहिए. कभी कभी, संस्कृतियों को अच्छी तरह से निर्वहन नहीं है, और प्रयोग करने के लिए दोहराया जा करना होगा. सुनिश्चित करें कि आप समुचित प्रकाश की शर्तों के तहत परख प्रदर्शन.

पुनः संयोजक संतान

चित्रा 1
चित्रा 1 गाजर अगर perithecium विकास के चरणों. बाएँ, बीच के आवेदन के बाद 72 घंटे. लाल रंग और सतह पर काले अनाज के रूप में बहुत युवा दिखाई perithecia नोट. सही, 144 घंटे में, परिपक्व perithecia के गठन किया है. नोट दोनों संस्कृतियों में सतही mycelia के लगभग पूर्ण अभाव है.

चित्रा 2
चित्रा निर्वहन 2. परख. नारंगी गाजर अगर प्लग उन्मुख इतना थाटी जबरन इसकी सतह पर परिपक्व perithecia से छुट्टी दे दी spores गिलास स्लाइड की सतह पर जमा कर सकते हैं. 15 घंटा संचय समय.

चित्रा 3
चित्रा 3 लीख + और ​​चयनात्मक MMTS मध्यम पर लीख कालोनियों के बीच विकास में अंतर. - लीख कालोनियों (तीर) छोटे होते हैं. लीख + कालोनियों (तीर) को मजबूत वृद्धि दिखा. तस्वीर 7 दिनों के बाद लिया.

Discussion

एफ graminearum विशेष रूप से अच्छी तरह से एक जीनोम अच्छी तरह से एनोटेट (उपलब्धता के कारण फलने शरीर के विकास के अध्ययन के लिए अनुकूलित / mips.helmholtz-muenchen.de/genre/proj/FGDB , 4), और एक की उपलब्धता Affymetrix माइक्रोएरे आधारित 6. यह को 7,11,3 निर्वहन ascospore लिए महत्वपूर्ण जीन की पहचान करने की क्षमता में मदद की है. यहाँ प्रस्तुत तरीकों के शोधकर्ता एफ के फलने शरीर के आनुवांशिक विश्लेषण के लिए विकास के चरणों और कार्यों का एक असतत सेट पर ध्यान केंद्रित करने के लिए अनुमति देगा graminearum. तरीकों में भी आसानी से संबंधित कवक है कि संस्कृति में फल के लिए प्रेरित किया जा सकता है के लिए अनुकूलनीय है, और अन्य कवक फलने शरीर प्रकार की एक किस्म में विकास के लिए एक मानक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है.

बीजाणु फायरिंग फेनोटाइप का आकलन करने की क्षमता प्रजातियों जहां spores के छोटे और देखने के लिए मुश्किल हैं, इस तरह के रूप में सूक्ष्म हो सकता है Sclerotinia sclerotiorum सच हो पाया है.

Disclosures

हम खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgments

यह काम राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (एफटी MCB-0,923,794) से एक अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Fusarium graminearum strain PH-1 Fungal Genetics Stock Center FGSC 9075
Tween 60 Sigma-Aldrich P1629
Czapek’s Dox Agar Difco Laboratories 233810
Potassium Chlorate Sigma-Aldrich 255572

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References

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Comments

5 Comments

  1. Dear Dr Cavinder,
    please can you explain why the Tween solution must be applied to the culture after the mycelium is removed? what happens if you don't apply the Tween solution? and is this a method that is used in other fungi as well to induce perithecium production?
    kind regards,
    Dr Reiny Scheper reiny.scheper@plantandfood.co.nz

    Reply
    Posted by: Reiny S.
    January 13, 2014 - 12:35 AM
  2. Dear Dr. Scheper,
    We have found that removing the excess mycelium and applying the Tween solution results in the most consistent and prolific perithecium production in our strain. You may find other variations work in your strain.

    Reply
    Posted by: Frances T.
    January 13, 2014 - 7:39 AM
  3. Dear Dr Cavinder,
    Thank you for your reply. I was wondering why Tween? what does it do and how did you come up with the idea to try Tween? is there a paper describing how you (or someone else) determined the optimal method for perithecium production?
    kind regards,
    Reiny

    Reply
    Posted by: Reiny S.
    January 13, 2014 - 7:07 PM
  4. Yes, the Tween is not our method, but has been published in the following manuscript: Klittich CJR, Leslie JF. 1988. Nitrate reduction mutants in
    Fusariunz moniliforme ( Gibbmlla fujikz~roi.) Genetics
    118:417-423.

    Reply
    Posted by: Frances T.
    January 13, 2014 - 7:47 PM
  5. thank you :-)

    Reply
    Posted by: Reiny S.
    January 13, 2014 - 8:32 PM

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