Здесь описаны bioassays, предназначенные для наблюдения за развитием грибкового патогена, Colletotrichum fioriniae, присутствии черники или клюквы цветочных экстрактов на стекло coverslips. Вода, хлороформ-, поле дождевой воды на основе и цветочные добычи, которые подробно методы а также понять, как эта информация может быть применена.
Точно контролировать фенологии в период цветения и временная динамика цветочные химические сигналы на грибковые фруктов, гниение патогенов, были разработаны цветочные извлечения методы и coverslip bioassays, используя Colletotrichum fioriniae. В черники и клюквы Этот возбудитель оптимально контролируется путем применения фунгицидов в период цветения из-за роли цветы в начальных стадиях инфекции. Протокол, здесь подробно описывает как цветочные экстракты (FE) были получены с помощью воды, хлороформ и поле дождевой воды-методы на основе для последующего использования в соответствующем bioassays coverslip стекла. Каждый FE служил предоставить другой набор информации: ответ C. fioriniae мобилизовал цветочные химические сигналы в воде (на водной основе), возбудитель ответ на цветок и поверхности воски плода (хлороформ основе) и контроль на местах за собранные цветочные дождевой воды, движущихся в vitro наблюдения сельскохозяйственной параметру. FE широко описан как либо или хлороформ водная, с соответствующей биопроб, описанные для компенсации присущи различия между этими двумя материалами. Дождевой воды, что бежать цветы были собраны в уникальных устройств для каждого урожая, намекая на гибкость и применения такого подхода для других культур систем. Bioassays, быстрый, недорогой, простой и предоставляют возможность генерировать пространственно-временных и участкам информации о присутствии стимулирующее цветочные соединений из различных источников. Эта информация будет в конечном итоге лучше информировать стратегии борьбы с болезнями, как FE уменьшить время, необходимое для инфекции происходит, таким образом обеспечивая понимание изменения рисков для возбудителя инфекции течение вегетационного сезона.
Colletotrichum fioriniae вызывает гнили плодов голубики (Vaccinium corymbosum L.) и большой американской клюквы (V. macrocarpon Айтон)1,2. Этот возбудитель был недавно разделенное от C. acutatum видов комплекс3,4,5,6 и возбудителя голубики антракноз и членом гнили плодов клюквы комплекс, помимо многочисленных других растений заболеваний во всем мире7. C. fioriniae имеет скрытые, hemibiotrophic образ жизни8, с инфекций во время цветения и симптом развития, не становится очевидным, пока плоды находятся в заключительной стадии созревания9. В черники и клюквы плоды гниют только адекватно управляется с фунгицидом заявлений в период цветения. Возбудитель Перезимовывает в спящие голубики цветочные почки весы10 и sporulates во время цветения. Конидий перемещаются во всем купола через дождь всплеск разгон11,12 и нарастание посевным материалом был сильно коррелирует с Блум периода13. Ответ Colletotrichum видов цветов хост не уникален для Vaccinium, как цветы являются важными компонентами плодов цитрусовых пост Блум падение (ПФО)14 , а также15клубники антракноз, в обоих случаях причиной патогена на sporulate. Все эти случаи свидетельствуют о необходимости эффективных методов для оценки временнóй динамики цветочные химические сигналы на C. fioriniae и других патогенов, которые заражают во время цветения. Идеи, предоставляемые описанные здесь методы становятся все более ценным.
Этот протокол детали методов закупок, цветочные экстракт (FE) и проведет оценку ответов C. fioriniae FE через стекла coverslip bioassays15,16. Цветочные добыча методы делятся на два основных типа; на водной основе экстракции (активных-FE, пассивный (перевал –FE) и поля на основе дождевой воды (rw-FE)) и на основе хлороформ (ch-FE)17 экстракции. На водной основе экстракции позволяют для осмотра воды мобилизованы цветочные химические сигналы. Эти мобилизовал сигналы являются скорее всего важными компонентами инфекции суда, поскольку FE значительно увеличивает скорость инфекции16, помимо влаги, необходимых для инфекции происходят. Кроме того они представляют более естественное состояние, как цветочные стимуляции могут быть вымыты всей пологом течение увлажнения событий, как отмечалось ранее в голубики и других культур систем14,16. На основе хлороформ цветочные экстракции (ch-FE) также предоставляют ценную информацию, касающуюся возбудителя ответ на поверхности узла воски17,18, разъяснение на ранних стадиях роста конидий, однажды на хранение на восприимчивы принимающих органов (т.е. цветы, яичников и развивающегося плода). Возбудитель ответ на сезонные изменения в узел поверхности воски также может контролироваться с помощью этого протокола. Соответственно bioassays приспособлены для работы с FE на водной основе или на основе хлороформ FE для смягчения присущи различия между этими двумя материалами.
Данные, полученные от bioassays показал, что на водной основе экстракции стимулировать более высокие уровни вторичных conidiation чем на основе хлороформ извлечений где окончательное appressorial ответ, поэтому о причастности нескольких соединений в FE. Интересно, что оба этих ответов роста наблюдались, когда использование дождевой воды, бежал прочь черники и клюквы цветы, указав несколько стимулирующее соединений могут быть вымыты с поверхности цветов. Таким образом мониторинг для цветочные стимуляции даст понимание вероятности успеха возбудителя в сельскохозяйственной системы.
Конечной целью настоящего Протокола является представить методологию для создания базовых биологическая информация о возбудителей грибковых растений в ответ на цветочные химические сигналы, а также вызывающей методологий, которые могут использовать этот цветочные информации для оказания помощи в процессы управления и принятия решений конкретных заболеваний.
Bioassays, обнаружения C. fioriniae ответ на цветочных экстрактов (FEs) были разработаны для плодов черники и клюквы гниль pathosystems, но может быть легко адаптирована для других садовых культур. Протокол, подробно изложенных выше был ценным в приобретении многие важные наборы данных включая, но не ограничиваясь: FE эффекты на нескольких изолятов многочисленных патогенных микроорганизмов, время курс информацию, касающуюся микоз этапов в присутствии различных Фес, Сравнение методов извлечения, проверки отдельных химических веществ на C. fioriniae роста и дифференцировки, оценки отдельных цветок органа экстрактов, влияние температуры на C. fioriniae присутствии FE, эффекты Фенология зависимых воск экстракции, и цветочные дождевой воды эффектов. Используя эти методы полученные данные предоставила также более четкое представление о жизни C. fioriniae стадий и частично разъясняет, почему Блум период столь важное значение для контроля за много фруктов, гниение патогенов.
Первоначально, все цветы были обработаны одинаково активно-FE, но процесс извлечения перешла к использованию всего цветы. Цветочные вскрытие было много времени и имел очень мало влияет на биологическую результате FEs. Однако, отдельные цветочные органы могут и должны были оцененные используя этот протокол, но большую осторожность должны быть приняты для вымачивать не полностью цветочные ткани (Дополнительные фильм 1, с техникой, подробно описанные в шаге 2.3), это может привести к выпустила грибы токсичных/статических соединений в FE, которые могут исказить микроскопических оценок. Менее инвазивные извлечений например перевал –FE (Дополнительные фильм 2) и rw-FE теперь являются более благоприятными, из-за их легкости приобретения. Кроме того эти методы извлечения требуется только вакуумной фильтрации для получения биологически активных цветочные химические сигналы.
Цветы, использованы в всех зубов обычно были в холодильнике 0-3 дня до приготовления экстракта. Задача настоящего Протокола является управление временем FE оборота (коллекцию полей путем хранения экстрактов). Это усугублялось многочисленные образцы из многочисленных источников и дат. Замороженные цветы не были оценены в любой реальной степени, как талой цветки появляются ухудшилось и бесцветные. Однако после того, как были подготовлены Феса на водной основе, повторил замораживания и оттаивания показал не влияет на биологическую FE, так до тех пор, как FE быстро размораживают после подготовки биопроб (жизнеспособные 3-летний FE).
На основе хлороформ извлечения позволяет расследование возбудителя ответы на поверхности воски трехмерные цветные/фрукты в двумерной плоскости через испарение ch-FE на стекло coverslips. Однако маловероятно, что фактические кристаллических структур воски на хранение от ch-FE идентичны к поверхности, из которого они были собраны. Смысл, дополнительные методы должны быть реализованы, если грибковых ответ на конкретные воск структур в vivo являются основным направлением следствия. Хлороформ-на основе экстрактов нужно больше хранения обслуживания чем экстракции на водной основе. Помимо поддержания ch-FE экстрактов в темноте, PTFE выстроились клеточной культуры труба шапки и парафина, герметизации необходимо обернуть регулярно проверяться для испарения утечек и заменить при необходимости.
Концепция контроля цветочные дождевой сток коренится в идею продвижения инструменты мониторинга конкретных заболеваний. Устройства для сбора дождевой воды может быть адаптирована к много других архитектур завод, до тех пор, пока коллекция устройство захватывает дождевой воды, запускаемый офф цветы. Этот подход предоставляет информацию о ли или не цветочные стимуляции в поле присутствует в любой момент времени и может контролироваться на протяжении всего сезона. Кроме того коллекция устройств могут быть развернуты в нескольких местах навесом, чтобы определить, насколько цветочный подсказки были вымыты в любой заданной смачивания событие. В будущем эксперименты, rw-FE будет диктовать, когда следует начинать фунгицид приложений и когда они могут безопасно конец. Кроме того осуществляя мониторинг фенологии зависимых воск экстракции (протокол раздел 9), значение периода цветения биологии патогена стало еще более очевидным. Этот раздел также включены продемонстрировать гибкость этих bioassays, предоставляя методы, которые позволяют бок о бок сравнения принимающей поверхности воска, которые временно разделены. Данные, полученные с использованием методов цветочные добычи и bioassays представляют ощутимых показателей возбудителя стимуляции, конкретных химических классов биологии патогена, и цели для будущих стратегий.
The authors have nothing to disclose.
Мы благодарим Уильям S. Хейнс, наделены Клюква старший научный фонд и Нью-Джерси черники и клюквы исследовательский совет, Inc. за поддержку. Мы также благодарим Дженнифер Vaiciunas (руководство и цветочные препараты), Кристина Constantelos (грибковые культуры и цветочные препараты), Дэвид Джонс (цветочные препараты и извлечений), Оудеманс Лэнгли (цветочные препараты, съемки/фотография), Джесси Линч (цветочные препараты), Роксана Tumnalis (общая поддержка) и многочисленные студенческие/Лето стажеров.
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 |