Twee verschillende manieren om het scherm planten met wortelknobbelaaltjes worden beschreven. De beschreven benaderingen omvatten high-throughput schermen met nematoden in een niet-destructieve manier vergemakkelijkt het gebruik van deze planten in fokprogramma's.
Wortelknobbelaaltjes (Meloidogyne geslacht) zijn obligate planten parasieten. Ze zijn extreem polyfaag en wordt beschouwd als een van de economisch meest belangrijkste parasitaire nematoden. De microscopische tweede fase van de juveniele (J2), een keer geruid in het ei, is de besmettelijke fase. De J2s uitkomen van de eieren, vrij kunnen bewegen in de bodem binnen een film van water, en zoek wortelpunten van geschikte plantensoorten. Na het penetreren van de plantenwortels, trekken ze naar de vasculaire cilinder waar ze stellen een voeding site en initiëren voeden met behulp van hun stiletten. De meercellige voeding Website bestaat uit verschillende vergrote multinucleaire cellen, genaamd 'giant cellen', die worden gevormd uit cellen die karyokinesis (herhaalde mitose) ondergingen zonder cytokinese. Naburige pericycluscellen delen en te vergroten in omvang die aanleiding geven tot een typisch gal of wortel knoop, de karakteristieke symptoom van root-knoop nematode infectie. Als voeding wordt gestart, J2s worden sedentair en VNdergo drie extra vervellingen te worden volwassenen. De volwassen vrouwelijke legt 150-250 eieren in een gelatine matrix op of onder het oppervlak van de wortel. Van de eieren nieuwe infectieuze J2s uitkomen en start een nieuwe cyclus. Het root-knoop nematode levenscyclus is voltooid in 4-6 weken bij 26-28 ° C.
Hier presenteren we de traditionele protocol voor planten, gekweekt in potten, met wortelknobbelaaltjes en twee methoden voor high-throughput testen infecteren. De eerste high-throughput methode wordt gebruikt voor planten met kleine zaden zoals tomaat, terwijl de tweede is voor planten met grote zaden zoals cowpea en gewone boon. Grote zaden te ondersteunen uitgebreide groei van zaailingen met een minimum aan voedingsstoffen supplement. De eerste high throughput assay gebruikt zaailingen gegroeid zand in trays in de tweede test planten gekweekt in zakken in de afwezigheid van de bodem. De groei van zaailingen zakje is gemaakt van een 15,5 x 12,5 cm papier lont, gevouwen op de top van een 2-cm-diep dal, waarin het zaad of de zaailing geplaatst te vormen. Depapier lont is opgenomen in een doorzichtig plastic zakje. Deze groei zakjes maken een directe observatie van de nematode infectie symptomen, vreten van de wortels en eieren massaproductie, onder het oppervlak van een transparant zakje. Beide methoden maken het gebruik van de afgeschermde planten na fenotypering voor kruisen of zaadproductie. Een bijkomend voordeel van het gebruik van groei zakjes de kleine ruimte nodig omdat zakken worden opgeslagen in plastic opknoping mappen aangebracht rekken.
Er zijn twee kritische stappen voor een succesvolle nematode scherm: de voorbereiding van een zeer besmettelijke inoculum en het gebruik van planten op de juiste ontwikkelingsstadium. Uitkomen snelheid van root-knoop nematode eieren is zeer variabel en varieert tussen de 5 – 50%. Daarom moeten, om een optimaal niveau van Hatch en zeer besmettelijk J2s te verkrijgen, moet veel aandacht worden besteed aan de ei-extractie en broedeieren procedures. Eieren moeten worden blootgesteld aan bleekmiddel voor een minimale periode en bleekmiddel moet worden gespoeld goed uit vanaf de wortel mengsel. Bij het uitkomen van de eieren, moet de slurry die de eieren niet worden ondergedompeld in water. Bovendien morsen de eieren in de onderliggende petrischaal waarbij het gearceerde jonge verzameld. Een manier om voorkomen dat er de eieren tijdens het broedproces is niet rechtstreeks toe te voegen water aan de Kimwipe als het papier zou kunnen breken. In plaats daarvan direct toe te voegen het water naar de petrischaal.
Voor het beste resultaat, gebruik maken van vers uitgekomen J2s. Indien de hatch laag is en inoculum wordt kan J2s worden bewaard bij 15 ° C gedurende een langere periode. Verwarm de opgeslagen inoculum tot kamertemperatuur de nematoden vóór de inoculatie herleven. Echter niet de J2s gedurende lange tijd zelfs bij 15 ° C uitgehongerde J2s niet efficiënt infecteren.
Jonge zaailingen zijn de beste ontwikkelingsfase voor root-knoop nematode inenting. Echter, dit moet worden afgewogen tegen de vorming van een adequaat wortelgestel voldoende aantal wortelpunten als punten van binnenkomst voor de J2s. Optimale plantengroei voorwaarde is ook van cruciaal belang voor de schermen. Speciaal Vermijd over-water planten die geteeld in zakjes. Over ontwatering zakjes, zoals aangegeven door stilstaand water in de bodem van de zak kan schimmels bevorderen en verminderen wortel gezondheid.
Met beide assays verdere evaluatie van nematodeninfectie en berekening van het aantal eieren / wortelstelsel en eieren / gram fresh root kan worden uitgevoerd. Voor de tomaat testen, worden de individuele wortels gewogen en gewonnen eieren zoals beschreven voor inoculum voorbereiding (deel 3). Bij het verwerken van groot aantal van plantaardige monsters, kunnen individuele wortelsystemen worden losgeweekt met behulp van een blender voor ei-extractie. Het aantal eieren te tellen in ten minste drie monsters en de eieren / gram vers wortelstelsel berekend. Voor het zakje testen, wordt het wortelgestel trok het papier insert, gewogen, en eieren gewonnen.
The authors have nothing to disclose.
Onderzoek in Kaloshian lab wordt gefinancierd door een subsidie uit Verenigde Staten Nationaal Instituut voor Voedsel-en Landbouworganisatie (2007-35607-17765). Onderzoek in Roberts lab wordt gefinancierd door subsidies uit Verenigde Staten Bureau voor Internationale Ontwikkeling (GDG-G-00-02-00012-00 en EDH-A-00-07-00005) en de California Dry Bean Advisory Board.
Compound | Concentration |
KNO3 | 5 mM |
Ca(NO3)2 • 4 H2O | 5 mM |
MgSO4 • 7H2O | 2 mM |
KH2PO4 | 1 mM |
Hamp-ene Fe EDTA 13.0% | 1 mM |
H3BO3 | 46 μM |
MnCl2 • 4H2O | 9 μM |
ZnSO4 • 7H2O | 0.00076 μM |
CuSO4 • 5H2O | 0.00032 μM |
(NH4)6Mo7O24 • 4H2O | 0.00016 μM |
Table 1. Reagents for Hoagland’s solution.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Erioglaucine | Fisher | AC22973-0250 | |
Miracle-Gro for tomato | Scotts Miracle-Gro | 18-18-21 | |
Osmocote | Scotts Miracle-Gro | ||
Seedling growth pouches | Mega International | ||
Sieve 25 μm | H & C Sieving Systems | 3886 | US standard #500 |
Sieve 90 μm | H & C Sieving Systems | 3880 | US standard #170 |
Sieve 425 μm | H & C Sieving Systems | 3871 | US standard #40 |
Sunshine mix | Sun Gro Horticulture Canada |
Table 2. Table of specific reagents and equipment.