الجنسي للتنمية والتفريغ في بوغ زقي فيوزاريوم graminearum</em
Summary
الصلبان الجنسي والعزلة من ذرية المؤتلف هي أدوات هامة لبحث الفطريات الخيطية،<em> فيوزاريوم graminearum</em>، والتقنيات اللازمة ينفذ بنجاح وتقدم هذه العمليات.
Abstract
لقد أصبح الفيوزاريوم graminearum نظام نموذجي للدراسات في التنمية وتسببها الفطريات الخيطية. F. graminearum معظم بسهولة وتنتج الهيئات الاثمار، ودعا perithecia، على أجار الجزرة. Perithecia تحتوي على العديد من أنواع الأنسجة، أنتج في مراحل معينة من تطور مزقاق. وتشمل هذه (بالترتيب من مظهر) تشكيل بالاحرف الاولى مزقاق (والتي تؤدي إلى خيوط ascogenous)، الجدار الخارجي، paraphyses (فطر العقيمة التي تحتل المركز من مزقاق حتى زقاق تطوير)، زقاق، وascospores لل في زقاق 14. يتم فصل التنمية في كل من هذه الأنسجة من قبل ما يقرب من 24 ساعة، وكانت أساس الدراسات transcriptomic خلال التطور الجنسي 12،8. الرجوع إلى هولن وآخرون (2007) للحصول على وصف أكثر دقة للتنمية، بما في ذلك الصور الفوتوغرافية من كل مرحلة. هنا، نقدم وسائل لتوليد وحصاد متزامنلاي من المروج النامية perithecia للدراسات الزماني للتنظيم الجينات، والتنمية، والعمليات الفيزيولوجية. على الرغم من أن تتم كتابة هذه الأساليب على وجه التحديد لاستخدامها مع ف. graminearum، يمكن استخدام التقنيات لمجموعة متنوعة من الفطريات الأخرى، بشرط أن يكون ذلك حافزا الاثمار في الثقافة، وهناك بعض التزامن في التنمية. تكيفنا مؤخرا هذا البروتوكول لدراسة التطور الجنسي من ف. verticillioides. على الرغم من أن يجب أن تكون فردية perithecia منتقاة في هذا النوع، لأنه لم يكن في الحديقة تطوير perithecia أن يتسبب فيها، وعملت العملية بشكل جيد لدراسة التنمية (Sikhakolli وتريل، غير منشورة).
أهم وظيفة من الهيئات الاثمار الفطرية هو تشتت جراثيم. في كثير من الأنواع من Ascomycota (زق انتاج الفطريات)، وأطلقوا النار جراثيم من زق، ويرجع ذلك إلى توليد ضغط تورم في زق، والقيادة طرد من الجراثيم (وسائل epiplasmic) من خلالالمسام في الطرف زق 2،7. وقد أسفرت نتائج الدراسات لدينا التفريغ بوغ زقي القسري في وضع "فحص التفريغ بوغ"، والتي نستخدمها للكشف عن الطفرات في هذه العملية. هنا نقدم تفاصيل هذا الفحص.
واو graminearum هو homothallic، وبالتالي يمكن أن تشكل الهيئات الاثمار في ظل عدم وجود شريك ملائم. ميزة تماشر هو أن المعبر ليس من الضروري لتوليد ذرية متماثلة اللواقح عن سمة خاصة، وجها التي يسرت دراسة التطور الجنسي في هذه الأنواع 14،7. ومع ذلك، فقد تم توليد سلالات heterothallic التي يمكن استخدامها لعبور 5،9. ومن الممكن أيضا لعبور سلالات homothallic للحصول على المسوخ للجينات عدة في سلالة واحدة 1. يتم ذلك عن طريق coinoculating 1 طبق بيتري مع 2 السلالات. على طول نقطة لقاء، فإن الغالبية العظمى من perithecia يكون المؤتلف (شريطة طفرة في واحدة من سلالات الأم لا تمنعالتهجين). كما سن perithecia، فإنها تحلب ascospores بشكل جماعي بدلا من تفريغ قسرا. والافرازات الناتجة بوغ (تسمى cirrhus) يجلس على طرف مزقاق ويمكن بسهولة إزالة للتعافي من جراثيم الفردية. هنا نقدم بروتوكول لتسهيل التعرف على المؤتلف perithecia واسترداد ذرية المؤتلف.
Protocol
Discussion
وبشكل خاص تكييف F. graminearum لدراسة تطوير هيئة الاثمار نظرا لتوافر من الجينوم جيدا المشروح ( mips.helmholtz-muenchen.de/genre/proj/FGDB / ، 4)، وتوافر وجود Affymetrix- استنادا ميكروأري 6. وقد سهلت هذه القدرة على التعرف على الجينات مهمة لتصريف بوغ زقي 7،11،3. والأساليب المقدمة هنا تسمح للباحث أن تركز على مجموعة منفصلة من مراحل النمو والوظائف من أجل التحليل الجيني الهيئات الاثمار من ف. graminearum. الطرق هي أيضا قابلة للتكيف بسهولة على الفطريات ذات الصلة التي يمكن أن يتسبب في الفاكهة في الثقافة، ويمكن استخدامها كمعيار للتنمية في مجموعة متنوعة من غيرها من أنواع الفطريات الجسم الاثمار.
يمكن أن القدرة على تقييم النمط الظاهري اطلاق بوغ يكون دقيقا في الأنواع حيث جراثيم صغيرة والصعب أن نرى، مثل <eم> ف. graminearum. مجموعة من الجراثيم على شريحة نظيفة يسهل على حد سواء تقييم البصرية، والتقييم الكمي، كما يمكن غسلها الجراثيم خارج الشريحة وquantitated. بعض الأنواع الفطرية انتاج الصمغ الذي يحيط بهم بوغ، ولا يمكن للجراثيم أن تشطف الخروج، ولكن يجب أن تحسب مجهريا كما أنها لا تزال على الشريحة. لقد وجدنا أن هذا صحيح من sclerotiorum الصليباء.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل عن طريق منحة من مؤسسة العلوم الوطنية (MCB-0923794 لFT).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Fusarium graminearum strain PH-1 | Fungal Genetics Stock Center, Kansas | FGSC 9075 |
| Tween 60 | Sigma-Aldrich | P1629 |
| Czapek’s Dox Agar | Difco, Becton Dickinson | 233810 |
| Potassium Chlorate | Sigma-Aldrich | 255572 |
Riferimenti
- Bowden, R. L., Leslie, J. F. Sexual recombination in Gibberella zeae. Phytopathology. 89, 182-188 (1999).
- Buller, A. H. R. . Researches on Fungi. , (1909).
- Cavinder, B., Hamam, A., Lew, R. R., Trail, F. Mid1, a mechanosensitive calcium ion channel, affects growth, development, and ascospore discharge in the filamentous fungus Gibberella zeae. Eukaryotic Cell. 10, 832-841 (2011).
- Cuomo, C., Güldener, U., Xu, J. R., Trail, F., Turgeon, B. G. The Fusarium graminearum genome reveals a link between localized polymorphism and pathogen specialization. Science. 317, 1400-1402 (2007).
- Desjardins, A. E., Brown, D. W., Yun, S. -. H., Proctor, R. H., Lee, T., Plattner, R. D., Lu, S. -. W., Turgeon, B. G. Deletion and complementation of the mating type (MAT) locus of the wheat head blight pathogen Gibberella zeae. Applied and Environmental Microbiology. 70, 2437-2444 (2004).
- Gueldener, U., Seong, K. -. Y., Boddu, J., Cho, S., Trail, F., Xu, J. -. R., Adam, G., Mewes, H. -. W., Muehlbauer, G. J., Kistler, H. C. Development of a Fusarium graminearum Affymetrix GeneChip For profiling fungal gene expression in vitro and in planta. Fungal Genetics and Biology. 43, 316-325 (2006).
- Hallen, H., Trail, F. The L-Type calcium ion channel Cch1 affects ascospore discharge and mycelial growth in the filamentous fungus Gibberella zeae (anamorph Fusarium graminearum). Eukaryotic Cell. 7, 415-424 (2008).
- Hallen, H., Huebner, M., Shiu, S. -. H., Guldener, U., Trail, F. Gene expression shifts during perithecium development in Gibberella zeae (anamorph Fusarium graminearum), with particular emphasis on ion transport proteins. Fungal Genetics and Biology. 44, 1146-1156 (2007).
- Lee, J., Lee, T., Lee, Y. -. W., Yun, S. -. H., Turgeon, B. G. Shifting fungal reproductive mode by manipulation of mating type genes: obligatory heterothallism of Gibberella zeae. Molecular Microbiology. 50, 145-152 (2003).
- Klittich, C. J. R., Leslie, J. F. Nitrate reduction mutants of Fusarium moniliforme (Gibberella fujikuoi. Genetica. 118, 417-423 (1988).
- Min, K., Lee, J., Kim, J. -. C., Kim, S. G., Kim, Y. H., Vogel, S., Trail, F., Lee, Y. -. W. A novel gene, ROA, is required for proper morphogenesis and discharge of ascospores in Gibberella zeae. Eukaryotic Cell. 9, 1495-1503 (2010).
- Qi, W., Kwon, C., Trail, F. Microarray analysis of transcript accumulation during perithecium development in Gibberella zeae (anamorph Fusarium graminearum). Molecular Genetics and Genomics. , 276-287 (2006).
- Trail, F. Fungal cannons: explosive spore discharge in the Ascomycota. FEMS Microbiol. Lett. 276, 12-18 (2007).
- Trail, F., Common, R. Perithecial development by Gibberella zeae: a light microscopy study. Mycologia. 92, 130-138 (2000).
- Trail, F., Xu, H., Loranger, R., Gadoury, D. Physiological and environmental aspects of ascospore discharge in Gibberella zeae (anamorph Fusarium graminearum. Mycologica. 94, 181-189 (2002).
