Ici, les essais biologiques conçus pour suivre l’évolution d’un pathogène fongique, Colletotrichum fioriniae, en présence de bleuet ou canneberges extraits floraux sur couvre-objet en verre sont décrites. Eau – chloroforme- et l’eau de pluie de champ – basent florale extraction techniques sont détaillées ainsi que de mieux comprendre comment cette information peut être appliquée.
Pour surveiller avec précision la phénologie de la période de floraison et de la dynamique temporelle des signaux chimiques florales sur champignons fruits pourris des agents pathogènes, ont élaboré des méthodes d’extraction floral et lamelle bioessais utilisant Colletotrichum fioriniae. Bleuet et la canneberge, cet agent pathogène est parfaitement contrôlé par application de fongicides au cours de la période de floraison en raison du rôle de fleurs dans les premiers stades de l’infection. Le protocole détaillé ici décrit comment florales extraits (FE) ont été obtenues à l’aide de l’eau – chloroforme- et méthodes de terrain axée sur l’eau de pluie pour un usage ultérieur dans les essais biologiques lamelle de verre correspondant. Chaque FE a servi à fournir un ensemble différent d’informations : réponse de c. fioriniae à mobilisé chimique floral cues dans l’eau (à base d’eau), réponse de pathogène à fleur et fruit surface cires (axée sur le chloroforme) et sur le terrain suivi de recueillies floral eau de pluie, se déplaçant en vitro observations au milieu agricole. Le FE est largement décrite comme soit – ou chloroforme-à base d’eau, avec un bioessai appropriée décrite pour compenser les différences inhérentes entre ces deux matériaux. Eau de pluie qui avait couler de fleurs a été capturé dans les dispositifs uniques pour chaque culture, faisant allusion à la souplesse et l’application de cette approche pour d’autres systèmes de culture. Les tests biologiques sont rapides, peu coûteux et simple et offrent la possibilité de générer des informations spatio-temporelles et in sites sur la présence de stimulateurs florales composés provenant de diverses sources. Cette information en fin de compte mieux éclaireront des stratégies de gestion de la maladie, que FE réduire le temps nécessaire pour l’infection de se produire, donnant ainsi un aperçu en changeant les risques d’infection par des pathogènes pendant la saison de croissance.
COLLETOTRICHUM fioriniae provoque une pourriture des fruits de bleuet en corymbe (Vaccinium corymbosum L.) et le grand américain Cranberry (V. macrocarpon Aiton)1,2. Ce pathogène a été récemment délimité de la c. acutatum espèce complexe3,4,5,6 et est un agent causal de l’anthracnose du bleuet et membre de la pourriture du fruit de canneberge complexe, en plus de causer de nombreuses autres plantes des maladies dans le monde7. C. fioriniae a un hemibiotrophic latente, mode de vie8, souffrant d’infections survenant au cours du développement de bloom et symptôme ne pas évident jusqu’à ce que les fruits soient en phase finale de maturation9. Dans le bleuet et la canneberge, pourriture des fruits est seulement maîtrisée avec des applications de fongicides réalisées pendant la période de floraison. L’agent pathogène hiverne au bleuet dormants bourgeon floral échelles10 et sporule pendant la floraison. Les conidies sont déplacés tout au long de la voile par les éclaboussures de pluie dispersion11,12 et accumulation de l’inoculum a été fortement corrélée à la période de floraison13. Réponse de Colletotrichum espèces aux fleurs de l’hôte n’est pas unique à Vaccinium, fleurs sont importants composants des fruits de citrus post floraison drop (PFD)14 , mais aussi fraise anthracnose15, dans les deux cas causant l’agent pathogène à sporuler. Tous ces cas soulignent la nécessité de méthodes efficaces pour évaluer la dynamique temporelle des signaux chimiques florales sur c. fioriniae et autres agents pathogènes qui infectent pendant la floraison. Les renseignements fournis par les méthodes décrites ici sont de plus en plus plus précieux.
Ce protocole détaille les méthodes d’approvisionnement extrait floral (FE) et guide de l’évaluation des réponses de c. fioriniae à FE via verre couvre-objet bioessais15,16. Les techniques d’extraction floral sont divisées en deux types principaux ; extractions à base d’eau (actif-FE, passive (pass –FE) et champ axée sur l’eau de pluie (rw-FE)) et les extractions de17 axée sur le chloroforme (ch-FE). Les extractions aqueux permettant l’inspection des signaux chimiques floral eau mobilisée. Ces repères mobilisés sont des éléments importants susceptibles de la Cour de l’infection, puisque FE augmente considérablement la vitesse de l’infection à16, en plus de fournir l’humidité nécessaire pour l’infection de se produire. En outre, ils représentent un état plus naturel comme stimulation florale peut être lavée tout au long de la voile au cours du mouillage-événements comme déjà observée dans les bleuets et autres cultures systèmes14,16. Les extractions florales axée sur le chloroforme (ch-FE) fournissent également des informations précieuses relatives à la réponse de pathogènes à la surface de l’hôte cires17,18, élucider les premiers stades de croissance des conidies, une fois déposés sur sensibles organes de l’hôte (ovaires,c’est-à-dire de fleurs et fruits en développement). Réponse de pathogène aux changements saisonniers dans les cires surface hôte peut être également surveillée à l’aide de ce protocole. En conséquence, les essais biologiques sont conçus pour travailler avec FE aqueux ou FE axée sur le chloroforme pour atténuer les différences inhérentes entre ces deux matériaux.
Les données générées par les bio-essais ont révélé que les extractions aqueux stimulent des niveaux plus élevés de conidies secondaires que les extractions axée sur le chloroforme où il y avait une réponse définitive appressorium, donc impliquant plusieurs composés présent dans le FE. Fait intéressant, les deux de ces réactions de croissance ont été observées quand à l’aide d’eau de pluie qui avait couru hors de fleurs de bleuet et la canneberge, indiquant plusieurs composés stimulants peut être lavé à la surface des fleurs. Ainsi, suivi de stimulation florale se donnent un aperçu de la probabilité de succès de pathogène dans un système agricole.
Le but ultime de ce protocole est de fournir une méthodologie de production information biologique de base sur les agents pathogènes fongiques des plantes en réponse à des signaux chimiques florales ainsi que responsable méthodologies qui peuvent utiliser cette information florale pour aider à les maladies propres au site gestion et les processus décisionnels.
Les essais biologiques sur la détection de la réponse de c. fioriniae aux extraits floraux (FEs) ont été développées pour le bleuet et la canneberge fruit rot pathosystems mais peut être facilement adaptée à d’autres cultures horticoles. Le protocole décrit ci-dessus a été précieux dans l’acquisition de plusieurs ensembles de données importants y compris, mais sans s’y limiter : des effets sur plusieurs isolats de nombreux pathogènes, temps d’informations se rapportant à des stades de croissance fongique en présence de FEs divers, FE comparaison des techniques d’extraction, inspection des produits chimiques individuels sur fioriniae c. croissance et la différenciation, évaluation des organes individuels fleur extraits, effets de la température sur le c. fioriniae , tandis qu’en présence de FE, effets de phénologie cire dépendant extractions et les effets de l’eau de pluie floral. Grâce à l’utilisation de ces techniques, les données générées ont fourni une compréhension beaucoup plus claire de la vie de c. fioriniae met en scène et élucide partiellement pourquoi la période de floraison est cruciale pour le contrôle de nombreux fruits pourris des agents pathogènes.
Au départ, toutes les fleurs ont été traités identiquement à l’active-FE, mais le procédé d’extraction a déménagé vers l’utilisation des fleurs entières. Dissection florale était beaucoup de temps et avait très peu d’effet sur la bioactivité de la FEs qui en résulte. Cependant, certains organes floraux peuvent et ont été évalués à l’aide de ce protocole, mais beaucoup de soin doit être pris à ne macérer pas complètement les tissus floraux (Supplemental Movie 1avec précautions détaillées dans étape 2.3), car cela peut entraîner libéré composés de champignons toxiques/statique dans le FE qui risquent de fausser l’évaluation microscopique. Moins les extractions envahissantes comme le pass –FE (2 film supplémentaire) et FE-rw sont plus favorables en raison de leur facilité d’acquisition. En outre, ces techniques d’extraction nécessitent seulement une filtration sous vide afin d’acquérir des signaux chimiques biologiquement actifs florales.
Les fleurs utilisées dans toutes les extractions ont été généralement réfrigérés pour les 0-3 jours avant la préparation de l’extrait. Une contestation de ce protocole est la gestion du temps du chiffre d’affaires de FE (collection de champs grâce au stockage des extraits). Cela a été exacerbée par les nombreux échantillons provenant de plusieurs sources et les dates. Gelée de fleurs n’ont pas été évalués de façon réelle, comme décongelé noud détériorées et décoloré. Cependant, une fois que la FEs à base d’eau ont été préparés, répétés de gel et de dégel n’a montré aucun effet sur la bioactivité de la FE, donc aussi longtemps que le FE sont recongelés rapidement après la préparation de l’essai biologique (FE 3 an viable).
Chloroforme d’extraction permet l’étude des réponses de pathogène à cires surface tridimensionnelle floral/fruits dans un plan à deux dimensions par évaporation de ch-FE sur couvre-objet en verre. Toutefois, il est peu probable que les structures cristallines réelles des cires déposés de la ch-FE sont identiques à la surface, d’où ils ont été recueillis. Intentionné, complémentaires des techniques devraient être appliquées si réponse fongique à cire spécifiques structures in vivo est le principal objectif de l’enquête. Axée sur le chloroforme extraits ont besoin d’entretien stockage plus que les extractions à base d’eau. En plus de conserver le ch-FE extraits dans l’obscurité, la culture de cellules PTFE bordée tube casquettes et parafilm étanchéité wrap besoin d’être régulièrement vérifiée pour des fuites par évaporation et remplacé si nécessaire.
Le concept de contrôle de floral de l’écoulement des eaux est enraciné dans l’idée de faire progresser les outils de surveillance spécifique de la maladie. Les dispositifs de collecte d’eau de pluie peuvent être adaptés à beaucoup d’autres architectures végétales, tant que le dispositif de prélèvement capte l’eau de pluie qui a couru hors de fleurs. Cette approche fournit des informations sur si oui ou non stimulation florale est présente sur le terrain à un moment donné et peut être surveillée tout au long de la saison. Alternativement, des dispositifs de collecte peuvent être déployés sur plusieurs sites de la canopée pour déterminer dans quelle mesure florales repères ont été lavés pendant tout mouillage-événement. À l’avenir des expériences, rw-FE dictera quand les applications de fongicides devraient commencer et quand ils se terminent en toute sécurité. De plus, en surveillant les extractions de cire dépendant de phénologie (protocole, article 9), l’importance de la période de floraison à la biologie de l’agent pathogène est devenu encore plus évident. Cet article a été également inclus pour démontrer la flexibilité de ces tests biologiques, fournit également des méthodes qui permettent la comparaison by-side de cires de surface hôte qui sont séparés dans le temps. Les données générées en utilisant les techniques d’extraction floral et dosages biologiques représentent des indicateurs tangibles de stimulation de l’agent pathogène, les classes chimiques spécifiques importants de biologie de l’agent pathogène et de cibles pour les stratégies futures de lutte.
The authors have nothing to disclose.
Nous remercions les Haines de William S., SR. doué Cranberry Research Fund et New Jersey Blueberry et Cranberry Research Council, Inc. pour la prise en charge. Nous remercions également Jennifer Vaiciunas (conseils et préparations florales), Christine Constantelos (culture fongique et préparations florales), David Jones (préparations florales et extractions), Langley Oudemans (préparations florales, tournage/photographie), Jesse Lynch (préparations florales), Roxanne Tumnalis (appui général) et nombreux stagiaires étudiant/été.
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 |