Скрининг Хлопковых Генотипов для Сопротивления Нематод Рениформ

Ротиленчулус рениформис (Линфорд и Оливейра), обычно называют reniform нематод, является одним из основных паразитических видов нематод, присутствующих в почвах юго-восточной части Соединенных Штатов^1,2,3. Нематод является облик, сидячий полуэндопаразит, требующий принимающей завод для завершения своего жизненного цикла^2,4. Vermiform preadult женские нематоды проникают в корневую систему хозяина, чтобы установить место кормления в стеле^2,3. Как нематод питается и созревает, задняя часть, оставшаяся за пределами корня хозяина будет набухать на производство яиц, образуя характерную форму почек (Рисунок 1). Rotylenchulus reniformis способен питаться корневой системой более 300 видов растений, в том числе хлопка^4. Нагорный хлопок (Gossypium hirsutum L.) широко культивируется на юго-востоке Соединенных Штатов, но отсутствие R. резистентные сорта reniformis препятствуютуправлению нематодом 2,³. Стратегии управления, такие как обработка нематидов и вращение с непринимающими видами сельскохозяйственных культур, были использованы для уменьшения почвы R. reniformis плотность населения^5,6, но потери урожайности хлопка семян обычно может варьироваться от 1 до 5%². Симптомы R. reniformis инфекции может включать задержку роста растений, подавленный рост корней, дефицит питательных веществ, аборт ы плодоовощ, и задержка зрелости². Тем не менее, симптомы не могут быть очевидными из-за единообразия симптомов по всей области; поэтому подходы к оценке R. reniformis инфекции необходимы для выявления и разработки устойчивых горных сортов хлопка. Оценка R. резистентность reniformis в хлопке считается трудной 7, потому что зараженная корневая система может казаться нормальной, даже если растение может показать симптомы инфекции^8.

Эффективный протокол скрининга нематод необходим для идентификации R. reniformis устойчивые присоединения из хлопка зародышевой плазмы коллекции, а также для определения генетики сопротивления для этих присоединений. Такой протокол поможет в передаче генов сопротивления на горн-хлопку. Различные методы биоассажа были использованы для оценки R. reniformis инфекции в хлопке^{8,9,10,11,12,13,14,15}. В целом, для идентификации R. reniformis устойчивых хлопка генотипов. Наиболее часто используемый подход включает в себя извлечение яиц и/иливермиформных нематод из инфицированных растений или почвы 8,^11,12,14,15. Общая методология такого подхода включает в себя посадку семян для отдельных генотипов хлопка в отдельных горшках, что позволяет саженцы развиваться в течение 7 до 14 дней, прививки саженцы, добавив смесь vermiform этапов R. reniformis к почве, и позволяет нематод заразить корневую систему в течение 30 до 60 дней. Далее, vermiform нематод и / или яйца извлекаются из зараженной корневой системы каждого растения или из почвы заливки. Затем определяется количество извлеченных нематод или яиц для оценки плотности населения и скорости размножения, которые сравниваются с контрольными генотипами для выявления устойчивых генотипов.

Альтернативный подход, как описано здесь, включает в себя микроскопически изучения корневой системы хлопка, который был инфицирован нематод, чтобы определить количество женщин нематод паразитирующих корни^10,16. Как и другие подходы, хлопковые генотипы высаживаются в отдельные горшки и прививаются вермиформными нематодами примерно через 7 дней после посадки. В течение 30 дней после прививки корневая система удаляется из отдельных растений и почва промывается из корней. Далее, нематоды, прикрепленные к корневой системе,окрашены красным пищевым краситель17 , и корни микроскопически рассмотрены, чтобы определить количество инфекции сайтов с устойчивыми генотипами хлопка (определяется на основе количества нематод на грамм корня) по сравнению с восприимчивым контролем¹⁶. Преимущество этого второго подхода заключается в увеличении пропускной связи за счет сокращения количества дней, необходимых для оценки, и увеличения числа отдельных генотипов, оцениваемых в рамках одного эксперимента. Методологии скрининга, которые оценивают плотность населения или скорость воспроизводства, часто занимаютбольше времени, чем методы, основанные на визуальных наблюдениях признаков инфекции 7. Однако одним из ограничений этого подхода является то, что устойчивость к растениям, которая препятствует репроизводству нематод, как это определено производством яиц, не оценивается^13.

Протоколы скрининга для R. сопротивление reniformis часто разрушают корневую систему во время оценки⁷ и включают вегетативную съемку, отбрасываемую. Для преодоления этого ограничения был разработан метод вегетативного распространения, позволяющий восстанавливать растения для производства семян^18. После удаления корневой системы для оценки нематод, вегетативная съемка посажается в почву заливки, чтобы корневая система вырасти. Этот метод имеет широкие применения для большинства R. протоколы скрининга reniformis. Простой и быстрый метод вегетативного распространения имеет решающее значение для размножения R. reniformis устойчивых горных сортов хлопка, где восстановление потомства требуется для продвижения устойчивых генотипов для следующего поколения.

Представлен протокол для масштабного скрининга хлопковых генотипов на резиформную устойчивость нематод. Цель состоит в том, чтобы разработать простой и быстрый неразрушающий метод скрининга для оценки популяций хлопка для нематодной устойчивости, чтобы помочь в разведении устойчивых сортов хлопка на горней. Используя этот протокол, данные обычно получаются в течение 35 дней, при этом более 300 генотипов оцениваются в одном эксперименте. Данные представлены для устойчивых и восприимчивых генотипов, чтобы проиллюстрировать вариации обычно наблюдаются с помощью этих методов.