Aquí, se describen pruebas biológicas diseñadas para controlar el desarrollo de un hongo patógeno Colletotrichum fioriniae, en presencia de extractos florales arándano o cranberry en cubreobjetos de vidrio. Agua, cloroformo y agua de lluvia de campo – basan floral extracción se detallan técnicas así como información sobre cómo puede aplicarse esta información.
Para controlar con precisión la fenología de la época de floración y la dinámica temporal de señales químicas florales fruta hongos patógenos de la descomposición, métodos de extracción floral y cubreobjetos bioensayos fueron desarrollados utilizando fioriniae Colletotrichum. En arándanos y arándanos, este patógeno es óptimamente controlada mediante la aplicación de fungicidas durante la floración debido al Juego de flores de papel en las etapas iniciales de la infección. El protocolo detallado aquí describe cómo florales extractos (FE) fueron obtenidas usando agua, cloroformo y métodos de campo basados en el agua de lluvia para su uso posterior en las correspondientes pruebas biológicas de cubreobjetos de vidrio. Cada FE sirve para proporcionar un conjunto diferente de datos: respuesta de C. fioriniae a movilizado químico floral de señales en el agua (a base de agua), respuesta del patógeno a flor y fruta superficie ceras (cloroformo-basado) y seguimiento basado en el campo de recoger agua de lluvia floral, en vitro observaciones hacia un entorno agrícolo. Ampliamente se describe la FE como ya sea base agua o cloroformo-, con una prueba biológica apropiado descrito para compensar las diferencias inherentes entre estos dos materiales. Agua de lluvia que tenía escurr con flores fue colectado en dispositivos únicos para cada cultivo, aludiendo a la flexibilidad y la aplicación de este enfoque para otros sistemas de cultivo. Los bioensayos son rápido, barato, simple y ofrecen la posibilidad de generar información spatiotemporal y site-specific sobre la presencia de compuestos florales estimulantes de diversas fuentes. Esta información en última instancia mejor informará estrategias de manejo de la enfermedad, como FE disminuye el tiempo necesario para que la infección que se produzca, así proporcionando la penetración en cambio los riesgos de infección del patógeno durante la temporada de crecimiento.
Fioriniae Colletotrichum causa una putrefacción de la fruta de arándano de Highbush (Vaccinium corymbosum L.) y el arándano rojo americano (V. macrocarpon Aiton) grandes1,2. Este patógeno fue recientemente delineado de C. acutatum especies complejas de3,4,5,6 y es un agente causal de la antracnosis de arándano y un miembro de la putrefacción de la fruta de arándano complejo, además de causar numerosas otras plantas enfermedades en todo el mundo7. C. fioriniae tiene una latente, hemibiotrophic estilo de vida8, con las infecciones que ocurren durante el desarrollo de la floración y el síntoma no ser aparente hasta que la fruta está en etapas finales de maduración9. En arándanos y arándanos, putrefacción de la fruta sólo adecuadamente se controla con fungicidas durante el periodo de floración. El patógeno sobrevive al invierno en arándano latente botón floral escalas10 y sporulates durante la floración. Conidios se mueven a lo largo de la cabina a través de salpicaduras de lluvia dispersión11,12 y acumulación de inóculo se ha correlacionado fuertemente en el período de floración13. Respuesta de especies de Colletotrichum a flores de host no es exclusiva de Vaccinium, flores son importantes componentes de la fruta de cítricos post floración drop (PFD)14 así como antracnosis fresa15, en ambos casos causando el patógeno a esporular. Todos estos casos destacan la necesidad de métodos efectivos para evaluar la dinámica temporal de señales químicas florales fioriniae C. y otros patógenos que infectan durante la floración. La información proporcionada por los métodos descritos aquí se está volviendo cada vez más valioso.
Este protocolo detalla métodos de obtención del extracto floral (FE) y guía la evaluación de respuestas C. fioriniae fe via vidrio cubreobjetos pruebas biológicas15,16. Las técnicas de extracción de flores se dividen en dos tipos principales; extracciones de agua (activo-FE, pasivo (pass –FE) y campo base de agua de lluvia (rw-FE)) y basado en cloroformo (ch-FE)17 extracciones. Las extracciones de agua permiten la inspección de agua movilizada floral señales químicas. Estas señales movilizados son probablemente importantes componentes de la corte de la infección, ya que FE aumenta grandemente la velocidad de infección16, además de proporcionar la humedad necesaria para que la infección que se produzca. Además, representan un estado más natural como estimulación floral puede ser lavada en el pabellón durante eventos de humedecimiento como previamente observados en arándanos y otros sistemas de cultivo14,16. Extracciones florales basada en cloroformo (ch-FE) también proporcionan información valiosa referente a la respuesta del patógeno a la superficie de host ceras17,18, elucidar las primeras etapas de crecimiento de conidios una vez depositados sobre susceptible órganos de host (es decir, flores, los ovarios y fruta). Respuesta del patógeno a cambios estacionales en la superficie ceras de host también puede controlarse usando este protocolo. Por consiguiente, las pruebas biológicas se adaptan a trabajar con FE basados en agua o cloroformo basado en FE para mitigar las diferencias inherentes entre estos dos materiales.
Los datos generados por los bioensayos revelaron que las extracciones de agua estimulan mayores niveles de conidiation secundario que extracciones de cloroformo donde existe una respuesta definitiva appressorial, por lo tanto implicando múltiples compuestos presente en la FE. Curiosamente, ambas de estas respuestas de crecimiento se observaron cuando usando agua de lluvia que se había quedado fuera de flores de arándano y arándano, indicando múltiples compuestos estimulantes puede ser lavada de la superficie de las flores. Por lo tanto, seguimiento para el estímulo floral se proporciona información sobre la probabilidad de éxito del patógeno en un sistema agrícola.
El objetivo final de este protocolo es proporcionar una metodología para generar información biológica base en hongos fitopatógenos en respuesta a señales químicas florales, así como iniciar metodologías que pueden utilizar esta información floral para ayudar a procesos de la gestión y toma de decisiones de la enfermedad específica.
Los bioensayos de detección de la respuesta de C. fioriniae extractos florales (FEs) fueron desarrollados para la fruta de arándano y arándano patosistemas putrefacción pero pueden ser fácilmente adaptados para otros cultivos hortícolas. El protocolo detallado arriba ha sido valioso en la adquisición de muchos conjuntos de datos importantes incluyendo, sin limitarse a: efectos de la FE en varios aislados de numerosos patógenos, curso del tiempo la información relacionada con etapas de crecimiento del hongo en presencia de varias FEs, comparación de técnicas de extracción, los extractos de inspección de los productos químicos individuales en fioriniae C. crecimiento y diferenciación, evaluación del órgano de la flor individual, efectos de temperatura en C. fioriniae en presencia de FE, efectos de extracción de cera dependiente de fenología y efectos de lluvia floral. Mediante el uso de estas técnicas, los datos generados también ha proporcionado una comprensión mucho más clara de vida fioriniae C. etapas y aclara parcialmente por el período de floración es tan importante para el control de fruta muchos patógenos de la descomposición.
Inicialmente, todas las flores fueron procesadas idénticamente a la activa-FE, pero el proceso de extracción se ha movido hacia el uso de flores todo. Disección floral fue lenta y tuvo muy poco efecto en la bioactividad de la FEs resultante. Sin embargo, los órganos florales individuales pueden y han sido evaluados mediante este protocolo, pero el gran cuidado debe ser tomado no totalmente macerar los tejidos florales (suplemento 1 de la película, con las precauciones detalladas en el paso 2.3), como esto puede resultar en liberados compuestos de hongos tóxicos/estático en la FE que podría distorsionar la evaluación microscópica. Menos extracciones invasoras como paso –FE (adicional 2 de la película) y rw-FE ahora son más favorables debido a su facilidad de adquisición. Además, estas técnicas de extracción requieren sólo vacío filtración para adquirir señales químicas florales biológicamente activos.
Las flores utilizadas en todas las extracciones fueron típicamente refrigeradas para 0-3 días antes de la preparación del extracto. Gestión del tiempo del volumen de negocios de la FE (colección de campo a través del almacenamiento de información de extractos) es un reto del presente Protocolo. Esto fue exacerbado por las numerosas muestras de múltiples fuentes y fechas. Flores congeladas no han sido evaluadas en cualquier medida real, descongelados flores aparecen deteriorados y decolorados. Sin embargo, la FEs a base de agua han sido preparados, repetida congelación y descongelación no ha demostrado ningún efecto en la bioactividad de la FE, tan de largo como la FE son rápidamente congelar nuevamente después de la preparación de la prueba biológica (viable FE 3 año de edad).
Extracción de cloroformo permite la investigación de las respuestas de patógeno a ceras superficiales fruta floral tridimensional en un plano bidimensional a través evaporación ch-FE en cubreobjetos de vidrio. Sin embargo, es poco probable que las estructuras cristalinas reales de ceras depositadas la ch-FE son idénticas a la superficie de la cual fueron recogidos. Deben aplicarse técnicas significadas suplementarias si hongos ante las estructuras de cera específicas en vivo es el foco principal de investigación. Extractos de cloroformo necesitan más mantenimiento de almacenamiento de información de las extracciones de agua. Además de mantener la FE ch extractos en la oscuridad, el cultivo celular PTFE alineado tubo tapas y parafilm sellado abrigo deban revisarse regularmente para pérdidas por evaporación y reemplazado si es necesario.
El concepto de control de escorrentía de lluvia floral se basa en la idea de avanzar en herramientas de monitoreo de la enfermedad específica. Los dispositivos de captación de agua de lluvia pueden ser adaptados a muchas otras arquitecturas de planta, siempre y cuando el dispositivo de la colección captura agua de lluvia que se ha ejecutado de flores. Este enfoque proporciona información sobre si la estimulación floral está presente en el campo en cualquier momento y puede controlarse durante toda la temporada. Alternativamente, se pueden implementar dispositivos de recolección en varias ubicaciones de pabellón para determinar hasta qué punto señales florales han sido lavados durante cualquier dado humectante-evento. En el futuro experimentos, rw-FE dictará Cuándo deben comenzar a fungicidas y cuándo puede terminar con seguridad. Además, mediante el control de extracciones de cera dependiente de fenología (Protocolo, artículo 9), la importancia del período de floración a la biología del patógeno se ha convertido en aún más evidente. Esa sección fue incluida también para demostrar la flexibilidad de estos bioensayos, proporcionando métodos que permiten la comparación lado a lado de ceras superficiales anfitrión temporal separadas. Los datos generados utilizando las técnicas de extracción floral y pruebas biológicas representan indicadores tangibles de estímulo patógeno, clases químicas específicas importantes para la biología del patógeno y objetivos para futuras estrategias.
The authors have nothing to disclose.
Agradecemos el Guillermo S. Haines, Sr. arándano investigación fondo y arándanos de Nueva Jersey y arándano Research Council, Inc. soporte. También agradecemos a Jennifer Vaiciunas (orientación y florales preparaciones), Christine Constantelos (cultura fungicida y florales preparaciones), David Jones (florales preparaciones y extracciones), Langley Oudemans (florales preparaciones, filmación/fotografía), Jesse Lynch (florales preparaciones), Roxanne Tumnalis (soporte general) y numerosos estudiantes/pasantes.
0.22 µm pore size, acetate sterilizing filter | VWR | 101102-280 | Blueberry floral extract (FE) clarification |
200-1000 µl pipette with tips | – | – | Equipment, any make within range will be adequate |
40-200 µl pipette with tips | – | – | Equipment, any make within range will be adequate |
5-40 µl pipette with tips | – | – | Equipment, any make within range will be adequate |
Air spray gun disposable paint spray cup with connection adapter | Harbor Freight | 97098 | Blueberry rainwater (rw-)FE collection |
Autoclave | Amsco | 3011 | Equipment, media preparation |
Bar mesh matting (plastic mesh sheet) | Winco | BL-240 | Passive (pass)-FE collection |
Benchtop timer | Fisher Scientific | 06-662-47 | Equipment, FE preparation |
Black pressure/vacuum hose | VWR | 62994-795 | Vacuum filter component |
Buchner funnel | Coors USA | 60240 | Vacuum filter component, accepts 55 mm filter paper disks |
Bunsen burner | – | – | Equipment |
Calcium carbonate | Fisher Scientific | C64-500 | Media component |
Centrifuge | Sorvall | RC 5B Plus | Equipment |
Centrifuge tubes (15 ml) | Fisher Scientific | 05-527-90 | Equipment |
Centrifuge tubes (50 ml) | VWR | 10025-694 | Equipment, rw-FE collection |
Cheesecloth (grade 50) | Fisher Scientific | AS240 | Equipment, FE preparation |
Chloroform | VWR | JT9175-3 | Chemical, trichloromethane: assay grade, ≥ 99% pure, for molecular biology, peroxide-free |
Corn Meal Agar (CMA) | Fisher Scientific | B11132 | Pre-mix media, isolate storage on slants |
Cotton-blue stain | Sigma-Aldrich | 61335 | Lactophenol cotton-blue stain |
Curved forceps (45˚) | Fisher Scientific | 10-270 | Equipment, flower processing and coverslip inversion |
Difco Agar | VWR | 90004-032 | Media component |
Drill-press | Delta | – | Equipment, rw-FE collection |
EASYpure LF Ultrapure water | Barnstead | D738 | Equipment, deionized water source |
Ethanol (95%) | – | – | Chemical |
Filter flask (500 ml) | Pyrex | No. 5340 | Vacuum filter component |
Freezer (set to -20˚ C) | – | – | Equipment, storage of active-FE, pass-FE, rw-FE |
Fume hood | Hamilton | – | Equipment, chloroform usage |
Funnel (7 X 7 cm) | VWR | 60820-110 | Cranberry rw-FE collection, FE preparation |
Generic glass slide | Fisher Scientific | 22-038-101 | Bioassay conductance |
Generic plastic pump spray bottle | VWR | 16126-454 | pass-FE collection, at least 250 ml capacity |
Glass cell culture tubes | – | – | Storage of ch-FE |
Glass coverslips (22 x 22 mm) | Fisher Scientific | 12-542B | Bioassay conductance |
Glass Van Tieghem cells (hand cut glass tubes) | – | – | Chloroform (ch)-FE bioassay, (8 mm OD 6 mm ID) |
Glass-pipette (1-100 µl) | Hamilton Co. Inc. | #710 | ch-FE bioassay |
Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516 | Lactophenol cotton-blue stain |
Hemocytometer | Bright-Line | 5971R10 | Equipment |
Incubator (set to 25˚ C, dark) | Percival | 50036 | Equipment, bioassay conductance |
Lactic acid | Sigma-Aldrich | W261106 | Lactophenol cotton-blue stain |
Laminar flow hood | Labconco | 3730400 | Equipment, sterile work environment |
Metal probe (generic) | – | – | Equipment |
Microcentrifuge tubes (2 ml) | Fisher Scientific | 05-408-138 | Aqueous treatment mixture storage and preparation |
Microscope, Leica DMLB | Leica | 020-519.010 | Equipment |
Mortar (ceramic) | Coors USA | 60313 | Vacuum filter component |
Nitrile gloves | Fisher Scientific | 19-130-1597D | Flower collection |
Paper disks (cut paper towels) | Office Basics | KCC01510 | humidity control in bioassay |
Parafilm | Bemis | PM-996 | Plastic paraffin film |
Pestle (ceramic) | Coors USA | 60314 | Vacuum filter component |
Phenol crystals | Fisher Scientific | A92-100 | Lactophenol cotton-blue stain |
Plastic bags (~100 mm X 152 mm) | Uline | S1294 | Equipment, flower refrigeration |
Plastic cell culture dishes (9 cm diameter) | Fisher Scientific | FB0875712 | (Petri dish), bioassay conductance |
Polytetrafluoroethylene (PTFE) lined caps | VWR | 60927-228 | Storage of ch-FE |
Pyrex beakers (100 ml) | Pyrex | No. 1000 | Preparation of ch-FE |
Pyrex bread-pan | – | – | pass-FE collection |
Pyrex graduated cylinder | – | – | Equipment, FE preparation |
Refrigerator (set to 4˚ C) | – | – | Equipment, storage of ch-FE |
Sealed plastic container (30 mm X 13 mm X 7 mm) | – | – | Bioassay conductance |
Sharp-pointed dissecting scissors | Fisher Scientific | 8940 | Equipment, to cut cheese-cloth and paper disks |
Stainless steel mesh strainer | VWR | 470149-756 | Preparation of ch-FE |
Step drill bit (step-bit) | Dewalt | – | Equipment, rw-FE collection |
Sterile loop (combi-loop) | Fisher Scientific | 22-363-602 | Culture preparation |
Telephone wire (internal wires) | – | – | Blueberry rw-FE collection |
Test tube basket | VWR | 470137-792 | Readily available substitution for plastic mesh [strawberry] basket |
V8 Juice | Campbell's Soup Company | – | Fungal media component |
Vintage plastic mesh [strawberry] baskets | Donation | – | pass-FE collection, can substitute for test tube basket (470137-792) |
Vortex Genie (Vortex) | Fisher Scientific | 12-812 | Spore suspension preparation |
Whatman No. 1 Qualitative 55 mm circles | Whatman | 1001-055 | Vacuum filter component |
White plastic twist ties (100 mm) | Uline | S-566W | Cranberry rw-FE collection |