طريقة تلقيح فعالة ل Phytophthora capsici على نباتات الفلفل الأسود
Summary
يعد وخز الرأس القاعدي لنبات الفلفل الأسود طريقة قصيرة وموفرة للوقت لإتلافه. هنا ، قدمنا خطوات مفصلة مع مقطع فيديو لإصابة نباتات الفلفل الأسود.
Abstract
Piper nigrum L. (الفلفل الأسود) هو كرمة خشبية نموذجية تعد محصولا مهما اقتصاديا للتوابل في جميع أنحاء العالم. يتأثر إنتاج الفلفل الأسود بشكل كبير بمرض تعفن الجذور الناجم عن Phytophthora capsici ، والذي أثر بشكل خطير على تطور الصناعة كمشكلة “نقطة اختناق”. ومع ذلك ، فإن الآلية الوراثية الجزيئية للمقاومة في الفلفل الأسود غير واضحة ، مما يؤدي إلى بطء التقدم في تطوير أنواع جديدة من الفلفل الأسود. يعد التلقيح الفعال ونظام أخذ العينات الدقيق ل Phytophthora capsici على نباتات الفلفل الأسود أمرا ضروريا لدراسة هذا التفاعل بين النبات ومسببات الأمراض. الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو إظهار منهجية مفصلة حيث يتم تلقيح الرأس القاعدي للفلفل الأسود ب Phytophthora capsici ، مع توفير مرجع لتلقيح نباتات الكرمة الخشبية. تم وخز الرأس القاعدي لنبات الفلفل الأسود لإتلافه ، وغطت الكريات الفطرية الثقوب الثلاثة للاحتفاظ بالرطوبة حتى يتمكن العامل الممرض من إصابة النبات جيدا. توفر هذه الطريقة طريقة أفضل لحل عدم الاستقرار الناجم عن طرق التلقيح التقليدية بما في ذلك غمر التربة أو غمس الجذر. كما يوفر وسيلة واعدة لدراسة طريقة العمل بين النباتات وغيرها من مسببات الأمراض النباتية التي تنقلها التربة في التربية الزراعية الدقيقة.
Introduction
الفلفل الأسود (Piper nigrum L.) هو متسلق خشبي وواحد من أهم محاصيل التوابل. يعرف باسم “ملك التوابل”1 ويزرع في أكثر من 40 دولة ومنطقة في جميع أنحاء آسيا وأفريقيا وأمريكا اللاتينية. تعفن الجذر Phytophthora هو المرض الأكثر تدميرا للفلفل الأسود ، ويسببه oomycete Phytophthora capsici. هذا العامل الممرض يصيب أيضا القرعيات والباذنجان والفلفل الحار والطماطم 2,3. مع الفلفل الأسود ، يمكن في بعض الأحيان تدمير محصول كامل بسبب هذا المرض. يتم تقييد التوسع في مناطق زراعة الفلفل نتيجة لعدم توفر الأصناف المقاومة ، مما أعاق بشكل كبير تطوير صناعة الفلفل الأسود الصينية. يعد التلقيح الفعال ونظام أخذ العينات الدقيق ل Phytophthora capsici على نباتات الفلفل الأسود أمرا ضروريا لدراسة هذا التفاعل بين النبات ومسببات الأمراض.
إن تحديد وفحص المقاومة في موارد البلازما الوراثية هو الشرط الأساسي للبحث في إمراض العامل الممرض وتربية واستخدام الأصناف المقاومة. النهج المستخدم على نطاق واسع هو استخدام مجموعة متنوعة من طرق تحديد الهوية على أساس الأنواع النباتية ومجموعات مسببات الأمراض. تشمل طرق تحديد الهوية الحالية تحديد السكان ، وتحديد الهوية الفردية ، وتحديد الأعضاء ، وتحديد الأنسجة ، وتحديد الخلايا ، وتحديد الهوية الكيميائية الحيوية ، وتحديد الهوية الجزيئية ، والتي تم تطويرها في السنوات الأخيرة 4,5. وقد تحقق نجاح في هذه المجالات، ولكن هناك أيضا العديد من المشاكل. بغض النظر عن الطريقة التي يتم اختيارها ، فإن المتطلبات الأساسية لتحديد مقاومة النبات متسقة ، بما في ذلك الأهداف الواضحة والنتائج الموثوقة والأساليب البسيطة والسريعة وسهلة التوحيد. يجب أيضا اتباع هذا المبدأ في تحديد مقاومة الفلفل الأسود.
في الظروف الميدانية الطبيعية ، يمكن أن يتأثر تحديد مقاومة الأمراض بالعديد من العوامل البيئية. لذلك ، اقترح استخدام الأوراق المنفصلة والجذور المروية في المختبر لتحديد مقاومة الأمراض. تم تلقيح الأوراق الصغيرة من النباتات السليمة في المختبر في المختبر ، وتم قياس منطقة الأوراق المريضة عن طريق تلقيح العامل الممرض من أجل تحديد مقاومة الأمراض للنباتات6. ومع ذلك ، لا يمكن استخدام تلقيح الأوراق في المختبر إلا لتحديد المقاومة العامة وليس لدراسات التفاعل الجزيئي. على الرغم من ذلك ، غالبا ما تظهر حالة مقاومة الأمراض في تلقيح الجذر المروي ، مما يسبب عدم اليقين في دراسة متابعة التربية الجزيئية لمقاومة الأمراض. لذلك ، تعد طرق الكشف الداخلية السريعة والبسيطة ضرورية. تهدف هذه الدراسة إلى توفير طريقة لتحديد المقاومة في المختبر.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذه الدراسة ، تم وخز الرأس القاعدي للتلف وتوفير نظام تلقيح فعال في نبات الفلفل الأسود. ثم غطت الكريات الفطرية الثقوب الثلاثة للاحتفاظ بالرطوبة وتمكين العامل الممرض من إصابة النبات جيدا. بعد التلقيح ، تحولت الأوراق إلى اللون الأصفر وسقطت وماتت النباتات الملقحة. لم تتطور أي آفات في محطات…
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل ماليا من قبل البرنامج الوطني الرئيسي للبحث والتطوير في الصين (2020YFD1001200) ، ونظام البحوث الزراعية الصيني (CARS-11) ، وصندوق الأبحاث المحدد لمنصة الابتكار للأكاديميين في مقاطعة هاينان (YSPTZX202154) ، ومؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة هاينان الصينية (321RC652) ، ومؤسسة العلوم الطبيعية في الصين (رقم 31601626).
Materials
| Agar powder | Solarbio | A8190 | |
| Clean bench | Haier | ||
| Dextrose | Xilong Scientific | 15700501 | |
| High temperature sterilizing oven | Zaelway | ||
| Petri dish plates | Biosharp | BS-90-D |
References
- Gordo, S. M., et al. High-throughput sequencing of black pepper root transcriptome. BMC Plant Biology. 12 (1), (2012).
- Leonian, L. H. Stem and fruit blight of Peppers caused by Phytophthora capsici sp. Nov. Phytopathology. 12 (9), 401-408 (1922).
- Ding, X., et al. Priming maize resistance by its neighbors: Activating 1,4-benzoxazine-3-ones synthesis and defense gene expression to alleviate leaf disease. Frontiers in Plant Science. 6, 830 (2015).
- Fonseca, C. E. L., Vianda, D. R., Hansen, J. L., Pell, A. N. Associations among forage quality traits, vigor, and disease resistance in alfalfa. Crop Science. 39 (5), 1271-1276 (1999).
- Altier, N. A., Thies, J. A. Identification of resistance to Pythium seedling disease in Alfalfa using a culture plate method. Plant Disease. 79 (4), 341-345 (1995).
- Pratt, R. G., Rowe, D. E. Evaluation of simplified leaf inoculation procedures for identification of quantitative resistance to Sclerotinia trifoliorum in Alfalfa seedling. Plant Disease. 82 (10), 1161-1164 (1998).
- Hao, C., et al. De novo transcriptome sequencing of black pepper (Piper nigrum L.) and an analysis of genes involved in phenylpropanoid metabolism in response to Phytophthora capsici. BMC Genomics. 17 (1), 1-14 (2016).
- Dong, C., et al. Field inoculation and classification of maize ear rot caused by Fusarium verticillioides. Bio-protocol. 8 (23), 3099 (2018).
- English, J. T., Laday, M., Bakonyi, J., Schoelz, J. E., Érsek, T. Phenotypic and molecular characterization of species hybrids derived from induced fusion of zoospores of Phytophthora capsica and Phytophthora nicotianae. Mycological Research. 103 (8), 1003-1008 (1999).
- Chatterjee, S., et al. Antioxidant activity of some phenolic constituents from green pepper (Piper nigrum L.) and fresh nutmeg mace (Myristica fragrans). Food Chemistry. 101 (2), 515-523 (2007).
- Pfender, W. F. Production of sporangia and release of zoospores by Phytophthora megasperma in soil. Phytopathology. 67 (5), 657-663 (1977).
- Nagila, A., Schutte, B. J., Sanogo, S., Idowu, O. J. Chile pepper sensitivity to mustard seed meal applied after crop emergence. HortScience. 56 (2), 1-7 (2021).
- Lamour, K. H., Stam, R., Jupe, J., Huitema, E. The oomycete broad-host-range pathogen Phytophthora capsica. Molecular Plant Pathology. 13 (4), 329-337 (2012).
- Hardham, A., Gubler, F. Polarity of attachment of zoospores of a root pathogen and pre-alignment of the emerging germ tube. Cell Biology International Reports. 14 (11), 947-956 (1990).
