Seksuele kruisen en isolatie van recombinante nakomelingen zijn belangrijke onderzoeksinstrumenten voor de filamenteuze schimmel,<em> Fusarium graminearum</em>, De technieken die nodig zijn succes uit te voeren deze processen worden gepresenteerd.
Fusarium graminearum is uitgegroeid tot een modelsysteem voor studies in de ontwikkeling en pathogeniteit van filamenteuze schimmels. F. graminearum gemakkelijkst produceert vruchtlichamen genoemd perithecia op wortel agar. Perithecia bevatten talloze soorten weefsel, geproduceerd in specifieke fasen van perithecium ontwikkeling. Deze bevatten (in volgorde van verschijning) vorming van de perithecium initialen (die aanleiding geven tot de ascogenous hyfen), de buitenwand paraphysen (steriele mycelia waar het centrum van de perithecium bezetten tot asci ontwikkelen), de ASCI en ascosporen in de ASCI 14. De ontwikkeling van elk van deze weefsels wordt gescheiden door ongeveer 24 uur en is de basis geweest van transcriptoom studies tijdens de seksuele ontwikkeling van 12,8. Raadpleeg de Hallen et al.. (2007) voor een meer uitgebreide beschrijving van de ontwikkeling, inclusief foto's van elke fase. Hier we de werkwijzen voor het genereren en het oogsten synchronely het ontwikkelen van grasvelden van perithecia voor tijdelijke studies van genregulatie, ontwikkeling en fysiologische processen. Hoewel deze werkwijzen worden specifiek geschreven worden gebruikt F. graminearum kan de technieken worden gebruikt voor diverse andere schimmels, mits vruchtlichamen kan worden versterkt cultuur er een synchroon voor ontwikkeling. We hebben onlangs aangepast dit protocol om de seksuele ontwikkeling van F. te bestuderen verticillioides. Hoewel individuele perithecia moet de hand worden geplukt in deze soort, omdat een gazon van het ontwikkelen van perithecia kon niet worden opgewekt, is het proces werkte goed voor het bestuderen van ontwikkeling (Sikhakolli en Trail, niet gepubliceerd).
De belangrijkste functie van de schimmel vruchtlichamen is de verspreiding van de sporen. In vele soorten Ascomycota (ASCUS producerende schimmels) worden sporen Schot ASCUS door het genereren van turgor in de ASCUS, rijden uitwerpen van sporen (en epiplasmic vloeistof) door deporie in de ASCUS tip 2,7. Onze studies van gedwongen ascospore ontslag hebben geleid tot de ontwikkeling van een 'spore ontlading test ", die we gebruiken om te screenen op mutaties in het proces. Hier dienen de details van deze test.
F. graminearum is homothallic en kan dus vruchtlichamen vormen in afwezigheid van een compatibel partner. Het voordeel van homothallism dat kruising is niet nodig nakomelingen homozygoot voor een bepaalde eigenschap een facet de studie van seksuele ontwikkeling vergemakkelijkt deze soort 14,7 genereren. Echter heterothallic stammen gegenereerd die kunnen worden gebruikt voor kruising 5,9. Het is ook mogelijk om homothallic stammen steken om mutanten verkrijgen meerdere genen in een stam 1. Dit wordt gedaan door coinoculating een petrischaal met 2 stammen. Langs de meeting point, zal de meerderheid van perithecia zijn recombinant (op voorwaarde dat een mutatie in een van de ouders stammen heeft geen remmend effectuitkruising). Als perithecia leeftijd, ademen ze ascosporen massaal in plaats van met geweld te lozen. De resulterende spore exsudaat (een zogenaamde cirrhus) zit op het puntje van de perithecium en kan gemakkelijk verwijderd worden voor het herstel van de individuele sporen. Hier presenteren we een protocol bij de identificatie van recombinant perithecia en het herstel van recombinante nakomelingen te vergemakkelijken.
F. graminearum is bijzonder goed aangepast aan de studie van het vruchtlichaam ontwikkeling als gevolg van de beschikbaarheid van een goed geannoteerde genoom ( mips.helmholtz-muenchen.de/genre/proj/FGDB / ; 4), en de beschikbaarheid van een Affymetrix- gebaseerd microarray 6. Hiermee kan het vermogen om genen die belangrijk zijn te identificeren voor ascospore ontlading 7,11,3. De methoden die hier gepresenteerd zal de onderzoeker op een discrete set van ontwikkelingsstadia en functies richten zich voor de genetische analyse van de vruchtlichamen van F. graminearum. De werkwijzen zijn ook gemakkelijk aan verwante schimmels kunnen worden geïnduceerd om fruit in cultuur en kan worden gebruikt als een standaard op tal van andere schimmelsoorten vruchtlichaam types.
De mogelijkheid om een spore afvuren fenotype te beoordelen kan subtiel zijn in soorten waar sporen zijn klein en moeilijk te zien, zoals <em> F. graminearum. De collectie van sporen op een schone foto maakt zowel het visuele beoordeling, en kwantitatieve beoordeling, zoals sporen kan worden gewassen van de dia en gekwantificeerd. Sommige schimmelsoorten produceren een slijm dat hun sporen en de sporen kan niet worden afgespoeld omringt, maar moet microscopisch worden geteld als ze blijven op de dia. We hebben dit om waar te zijn van Sclerotinia sclerotiorum.
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door een subsidie van de National Science Foundation (MCB-0923794 aan FT).
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 |