Cruces sexuales y el aislamiento de la progenie recombinante son importantes herramientas de investigación para el hongo filamentoso,<em> Fusarium graminearum</em> Las técnicas necesarias realizar con éxito estos procesos se presentan.
Fusarium graminearum se ha convertido en un sistema modelo para estudios en el desarrollo y la patogenicidad de los hongos filamentosos. F. graminearum más fácilmente produce cuerpos fructíferos, llamados peritecios, en agar zanahoria. Peritecios contienen numerosos tipos de tejidos, producidos en etapas específicas de desarrollo peritecios. Estos incluyen (en orden de aparición) la formación de las iniciales peritecio (que dan lugar a las hifas ascogenous), la pared exterior, Parafisos (micelio estéril que ocupan el centro de la peritecio hasta el ascos desarrollo), de los ascos y ascosporas dentro de los ascos 14. El desarrollo de cada uno de estos tejidos está separado por aproximadamente 24 horas y ha sido la base de los estudios transcriptomic durante el desarrollo sexual de 12,8. Consulte Hallen et al. (2007) para una descripción más detallada del desarrollo, incluidas las fotografías de cada etapa. Aquí se presentan los métodos para la generación y aprovechamiento síncronomente el desarrollo de jardines de peritecios para estudios temporales de regulación de los genes, el desarrollo y los procesos fisiológicos. Aunque estos métodos están escritos específicamente para ser utilizado con F. graminearum, las técnicas se pueden utilizar para una variedad de otros hongos, siempre que la fructificación se puede inducir en el cultivo y hay una cierta sincronía con el desarrollo. Recientemente hemos adaptado este protocolo para estudiar el desarrollo sexual de F. verticillioides. A pesar de peritecios individuo debe ser recogidas a mano en esta especie, ya que un césped de desarrollar peritecios no podía ser inducido, el proceso funcionó bien para estudiar el desarrollo (Sikhakolli y Trail, sin publicar).
La función más importante de los cuerpos fructíferos de hongos es la dispersión de las esporas. En muchas de las especies de Ascomycota (asca hongos productores), las esporas se tiran desde el asca, debido a la generación de presión de turgencia dentro del asca, la conducción de eyección de esporas (y fluido epiplasmic) a través delporo en la punta asca 2,7. Nuestros estudios de la descarga de ascosporas por la fuerza han dado como resultado el desarrollo de un "ensayo de descarga de esporas", que utilizamos para la detección de mutaciones en el proceso. Aquí se presentan los detalles de este ensayo.
F. graminearum es homotálica, y por lo tanto pueden formar cuerpos fructíferos en ausencia de una pareja compatible. La ventaja de homothallism es que el cruce no es necesario para generar descendencia homocigota para un rasgo particular, una faceta que ha facilitado el estudio del desarrollo sexual en esta especie 14,7. Sin embargo, las cepas heterotálica se han generado que se puede utilizar para el cruce de 5,9. También es posible cruzar cepas homotálicos para obtener mutantes de varios genes en una cepa 1. Esto se hace por coinoculating una placa de Petri con 2 cepas. A lo largo del punto de encuentro, la mayoría de peritecios será recombinante (siempre una mutación en una de las cepas progenitoras no inhibepolinización cruzada). A medida que los peritecios, que exudan las ascosporas en masa en lugar de forzar a la descarga. El exudado de esporas resultante (denominado un cirrhus) se sienta en la punta de la peritecio y se puede quitar fácilmente para la recuperación de esporas individuales. Aquí se presenta un protocolo para facilitar la identificación de los peritecios recombinante y la recuperación de la progenie recombinante.
F. graminearum está particularmente bien adaptado para el estudio del desarrollo de la fructificación cuerpo debido a la disponibilidad de un genoma bien anotado ( mips.helmholtz-muenchen.de/genre/proj/FGDB / ; 4), y la disponibilidad de un Affymetrix- base de microarrays 6. Esto ha facilitado la capacidad de identificar genes importantes para la descarga de ascosporas 7,11,3. Los métodos que aquí se presentan permitirá a los investigadores a centrarse en un conjunto discreto de las etapas de desarrollo y las funciones para el análisis genético de los cuerpos fructíferos de F. graminearum. Los métodos también son fácilmente adaptables a los hongos relacionados que pueden ser inducidos a las frutas en cultivo, y puede ser utilizado como un estándar para el desarrollo en una variedad de otros tipos de hongos fructificación cuerpo.
La capacidad de evaluar un fenotipo de cocción de esporas pueden ser sutiles en las especies donde las esporas son pequeños y difíciles de ver, tales como <em> F. graminearum. La colección de esporas en un portaobjetos limpio facilita tanto la evaluación visual, y la evaluación cuantitativa, ya que las esporas pueden ser lavados fuera de la diapositiva y su cuantificación. Algunas especies de hongos producen un mucílago que rodea a la espora y las esporas no se pueden enjuagar, pero deben ser contados al microscopio y cuando se mantengan en la diapositiva. Hemos encontrado que esto es cierto de Sclerotinia sclerotiorum.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue apoyado por una beca de la National Science Foundation (MCB-0923794 a 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 |