ويرد هنا، المقايسة مصممة لرصد تطور الممرض الفطرية، فيورينيا كوليتوتريتشوم، حضور مقتطفات الأزهار العنبية أو التوت البري على الزجاج كوفيرسليبس. المياه-كلوروفورم-ومجال مياه الأمطار-على أساس استخراج الأزهار تقنيات مفصلة فضلا عن نظرة ثاقبة كيف يمكن تطبيق هذه المعلومات.
دقة رصد مراقبة فترة لوم وديناميات الزمانية من الإشارات الكيميائية الأزهار على الفاكهة الفطريات المتعفنة المسببة للأمراض، تطوير أساليب الاستخراج الأزهار والمقايسة ساترة الاستفادة من فيورينيا كوليتوتريتشوم. في التوت والتوت البري، يسيطر هذا الممرض على النحو الأمثل تطبيق مبيدات الفطريات خلال الفترة بلوم بسبب الدور الذي تؤديه الزهور في المراحل الأولى من الإصابة. وصف البروتوكول بالتفصيل هنا مقتطفات الأزهار كيف (FE) تم الحصول عليها باستخدام المياه-كلوروفورم-والطرق الميدانية القائمة على مياه الأمطار لاستخدامها لاحقاً في المقابلة المقايسة ساترة زجاجية. يخدم كل الحديد تقديم مجموعة مختلفة من المعلومات: العظة استجابة فيورينيا C. لتعبئة المواد الكيميائية الأزهار في الماء (المياه القائمة)، استجابة الممرض لزهرة وثمرة الشمع السطحية (المستندة إلى كلوروفورم)، والمستندة إلى مجال رصد جمع مياه الأمطار الأزهار، تتحرك في المختبر الملاحظات إلى بيئة زراعية. على نطاق واسع يوصف الحديد أما أو كلوروفورم-المستندة إلى الماء، مع الحشري مناسب وصف للتعويض عن الخلافات المتأصلة بين هذه المواد اثنين. مياه الأمطار التي قد تشغيل إيقاف الزهور كان جمعها في الأجهزة الفريدة لكل محصول، ملمحا إلى أن المرونة وتطبيق هذا النهج لنظم المحاصيل الأخرى. المقايسة سريعة وغير مكلفة وبسيطة، وتوفر القدرة على توليد معلومات الزمانية المكانية والمعينة للموقع عن الوجود مركبات نباتية تنشيطية من مصادر مختلفة. هذه المعلومات في نهاية المطاف أفضل ستبلغ استراتيجيات إدارة الأمراض، كما FE إنقاص الوقت اللازم للعدوى تحدث، وبالتالي توفير نظرة ثاقبة تغير المخاطر للإصابة بمسببات الأمراض خلال موسم النمو.
فيورينيا كوليتوتريتشوم يؤدي تعفن فاكهة توت هايبوش (عنب كوريمبوسوم L.) و “التوت البري الأمريكي” (ف. ماكروكاربون أيتون) كبير1،2. هذا الممرض قد حدده مؤخرا من أكوتاتوم جيم- الأنواع المعقدة3،4،،من56 وهو عامل سببية من التوت أنثراكنوسي وعضو تعفن الفاكهة التوت البري المعقدة، بالإضافة إلى أحداث عديدة أخرى مصنع الأمراض في العالم7. وقد فيورينيا C. كامنة، نمط حياة هيميبيوتروفيك8، مع الإصابات التي تحدث أثناء التطوير بلوم، والأعراض لا تصبح واضحة حتى الفاكهة في المراحل النهائية لنضوج9. في التوت والتوت البري، تسيطر تعفن الفواكه فقط على نحو كاف مع تطبيقات مبيد للفطريات خلال هذه الفترة بلوم. أوفيروينتيرس في توت نائمة براعم الأزهار جداول10 مسببات المرض وسبورولاتيس خلال لوم. يتم نقل كونيديا في جميع أنحاء المظلة عن طريق دفقة المطر تشتت11،12 وتراكم العدوى قد تم ارتباطاً وثيقا ب لوم الفترة13. الاستجابة للأنواع Colletotrichum للزهور المضيفة ليست فريدة من نوعها في عنب، كما الزهور هامان من مكونات الفاكهة بلوم وظيفة الحمضيات إسقاط (PFD)14 ، فضلا عن15من الفراولة أنثراكنوسي، وفي كلتا الحالتين يسبب مسببات المرض سبورولاتي. جميع هذه الحالات تبرز الحاجة إلى أساليب فعالة لتقييم ديناميات الزمانية من الإشارات الكيميائية الأزهار في فيورينيا جيم ومسببات الأمراض الأخرى التي تصيب خلال لوم. أصبحت متزايدة أكثر قيمة الأفكار المقدمة من الأساليب الموصوفة هنا.
تفاصيل أساليب الاشتراء استخراج الأزهار (FE) هذا البروتوكول وأدلة تقييم الاستجابات فيورينيا C. للحديد عبر الزجاج ساترة المقايسة15،16. يتم تقسيم تقنيات الاستخراج الأزهار إلى نوعين رئيسيين؛ المياه على أساس عمليات الاستخراج (النشطة-FE، و السلبي (المرور-FE)، والميدانية القائمة على مياه الأمطار (rw-FE))، والمستندة إلى كلوروفورم (ch-FE)17 الاستخراج. استخراج المياه على أساس السماح لتفتيش إشارات الكيميائية الأزهار المياه المعبأة. هذه العظة عبأ، عناصر هامة يحتمل المحكمة العدوى، نظراً للحديد يزيد كثيرا من سرعة الإصابة16، بالإضافة إلى توفير الرطوبة اللازمة للعدوى تحدث. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تمثل شرطا أكثر طبيعية كما يمكن غسلها تحفيز الأزهار في جميع أنحاء المظلة أثناء التبول-أحداث كالتي لوحظت في العنبية وسائر نظم المحاصيل14،16. كلوروفورم-على أساس عمليات الاستخراج الأزهار (ch-FE) توفر أيضا معلومات قيمة تتعلق بمسببات المرض واستجابة للمضيف سطح يقوي17،18، توضيح مراحل النمو المبكر كونيديا أودعت مرة على عرضه الأجهزة المضيفة (أي من الزهور والمبايض والفاكهة النامية). يمكن أيضا رصد الممرض استجابة للتغيرات الموسمية في الشمع السطحية المضيف باستخدام هذا البروتوكول. تبعاً لذلك، المقايسة مصممة للعمل مع FE المستندة إلى الماء أو FE كلوروفورم المستندة إلى التخفيف من حدة الخلافات المتأصلة بين هذه المواد اثنين.
البيانات الناتجة من المقايسة كشفت عن أن عمليات استخراج المياه على أساس حفز مستويات أعلى من الثانوي كونيدييشن من عمليات الاستخراج المستندة إلى كلوروفورم حيثما كان هناك استجابة أبريسوريال نهائي، ولذلك يورط مركبات متعددة موجودة في الحديد. من المثير للاهتمام، وكلا من هذه الردود النمو لوحظت عندما يمكن غسلها باستخدام مياه الأمطار التي قد تشغيل الخروج من الزهور التوت والتوت البري، والتي تشير إلى عدة مركبات محفزة من على سطح أرض الزهور. وهكذا، سيوفر الرصد لتحفيز الأزهار ثاقبة احتمال نجاح الممرض في نظام الزراعي.
والهدف النهائي لهذا البروتوكول هو توفير منهجية لتوليد المعلومات البيولوجية الأساسية على مسببات الأمراض النباتية الفطرية في الاستجابة للإشارات الكيميائية الأزهار، فضلا عن بدء المنهجيات التي يمكن أن تستخدم هذه المعلومات الأزهار للمساعدة في الأمراض الخاصة بالموقع عمليات الإدارة وصنع القرار.
المقايسة الكشف عن استجابة فيورينيا جيم- مقتطفات الأزهار (فاس) وضعت لثمرة التوت والتوت البري باثوسيستيمس العفن ولكن يمكن سهولة تكييفها للمحاصيل البستانية الأخرى. البروتوكول بالتفصيل أعلاه قد كانت مفيدة في الحصول على العديد من مجموعات البيانات الهامة بما في ذلك، ولكن ليس على سبيل الحصر: آثار الحديد على يعزل العديد من مسببات الأمراض العديدة، الوقت بالطبع معلومات تتعلق بمراحل نمو الفطريات حضور مختلف فاس، مقارنة بين تقنيات الاستخراج، التفتيش على المواد الكيميائية الإفرادية في فيورينيا جيم- النمو والتمايز، تقييم للجهاز الأزهار الفردية مقتطفات، آثار درجة الحرارة على فيورينيا جيم- حين حضور FE، آثار مراقبة الشمع يعتمد الاستخراج، وآثار مياه الأمطار الأزهار. البيانات التي تم إنشاؤها عن طريق استخدام هذه التقنيات، قد أيضا شريطة فهم أوضح للحياة فيورينيا جيم- مراحل ويوضح جزئيا السبب في فترة أزهر حرجة للغاية للسيطرة على كثير من الفاكهة المتعفنة المسببة للأمراض.
في البداية، جهزت كل الزهور مطابق تماما النشطة-FE، ولكن عملية الاستخراج وتحرك في اتجاه استخدام الزهور كلها. تشريح الأزهار تستغرق وقتاً طويلاً وكان تأثير ضئيل جداً على بيواكتيفيتي فاس الناتجة عن ذلك. ومع ذلك، يمكن أجهزة الأزهار الفردية وقد تم تقييمها باستخدام هذا البروتوكول، ولكن قدر كبير من العناية يجب أن تتخذ لمسرات لا تماما أنسجة نباتية (تكميلية الفيلم 1، مع احتياطات مفصلة في الخطوة 2، 3)، حيث أن هذا قد يؤدي في إصدارها مركبات الفطريات السامة/ثابت في الحديد التي يمكن أن تشوه هذه التقييمات مجهرية. أقل عمليات الاستخراج الغازية مثل تمرير-FE (تكميلية الفيلم 2) و rw-الحديد الآن أكثر ملاءمة نظراً لسهولة الحصول على. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب هذه التقنيات الاستخراج فقط فراغ الترشيح للحصول على الرموز الكيميائية الأزهار النشيطة بيولوجيا.
عادة ما كانت المبردة الزهور المستخدمة في جميع عمليات الاستخراج 0-3 أيام قبل إعداد استخراج. تحد من هذا البروتوكول إدارة الوقت FE دوران (جمع الحقل عن طريق تخزين مقتطفات). وهذا قد تفاقمت عينات عديدة من مصادر متعددة، والتواريخ. لم يتم تقييمها الزهور المجمدة إلى أي مدى حقيقية، كما تظهر الزهور المذابة المتدهورة ومشوه. ومع ذلك، مرة واحدة قد أعدت فاس المستندة إلى الماء، تكرار التجميد والذوبان أظهرت أي تأثير على ريفروزين بيواكتيفيتي الحديد، لذا ما دام الحديد بسرعة بعد إعداد الاختبار الأحيائي (الحديد 3 سنوات من العمر قابلة للتطبيق).
يمكن استخراج كلوروفورم-على أساس التحقيق في الردود الممرض بالشموع السطحية ثلاثية الأبعاد الأزهار/الفاكهة في طائرة ثنائية الأبعاد عن طريق التبخر ch-الحديد في كوفيرسليبس الزجاج. ومع ذلك، من المستبعد أن هياكل الشموع المودعة من ch-FE البلورية الفعلية متطابقة إلى السطح من خلاله أنها جمعت. وينبغي تنفيذ تقنيات تكميلية، ومعنى إذا كانت الاستجابة الفطرية للشمع محددة الهياكل في فيفو التركيز الرئيسي للتحقيق. مقتطفات المستندة إلى كلوروفورم بحاجة إلى صيانة تخزين مزيد من الاستخراج المستندة إلى الماء. بالإضافة إلى حفظ ch-FE مقتطفات في الظلام، ثقافة الخلية PTFE اصطف أنبوب قبعات وبارافيلم ختم التفاف الحاجة إلى أن يتم التحقق بشكل منتظم لتسرب التبخر واستبدالها عند اللزوم.
مفهوم الرصد جريان مياه الأمطار الأزهار متأصلة في فكرة النهوض بأدوات رصد الأمراض الخاصة بالموقع. الأجهزة جمع مياه الأمطار التي يمكن تكييفها للعديد من أبنية المصنع الأخرى، طالما أن يلتقط الجهاز جمع مياه الأمطار التي قد تشغيل الخروج من الزهور. هذا النهج يوفر معلومات عن ما إذا كان أو لم تحفيز الأزهار موجودة في الميدان في أي وقت من الأوقات ويمكن رصدها طوال الموسم. بدلاً من ذلك، يمكن نشر مجموعة من الأجهزة في مواقع مظلة متعددة لتحديد مدى العظة الأزهار قد تم غسلها خلال أي نظراً للتبول-الحدث. في المستقبل التجارب، قابل لإعادة الكتابة-FE ستحدد متى يبدأ تطبيقات مبيد للفطريات ومتى يمكن أن تنتهي بسلام. بالإضافة إلى ذلك، أهمية فترة لوم للبيولوجيا الممرض برصد مراقبة الشمع يعتمد الاستخراج (المادة 9 من البروتوكول)، أصبح أكثر وضوحاً. هذا القسم تضمن أيضا لإظهار المرونة في هذه المقايسة، توفير الوسائل التي تسمح بمقارنة جنبا بجنب للمضيف الشموع السطحية التي يتم فصل وقتيا. وتمثل البيانات التي تم إنشاؤها باستخدام تقنيات الاستخراج الأزهار والمقايسة مؤشرات ملموسة لحفز الممرض، فئات كيميائية محددة هامة بيولوجيا الكائنات الممرضة، وأهدافاً لاستراتيجيات المكافحة في المستقبل.
The authors have nothing to disclose.
ونشكر هينز وليام س.، الأب وهبت صندوق البحوث التوت البري وتوت نيو جيرسي ومجلس البحوث التوت البري، وشركة لدعم. ونشكر أيضا جنيفر فيسيوناس (التوجيه والاستعدادات الأزهار)، كريستين كونستانتيلوس (الثقافة الفطرية والاستعدادات الأزهار)، وديفيد جونز (التحضيرات الأزهار والاستخراج)، أووديمانس ﻻنغلي (الاستعدادات الأزهار، تصوير/التصوير الفوتوغرافي)، جيسي لينش (الأزهار الاستعدادات)، روكسان تومناليس (الدعم العام)، وعديدة وصيف الطلاب المتدربين.
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 |