Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Et forbedret kemotaxisassay til hurtig identifikation af rhizobakterielle kemotiltrapitter i rodexsudater

Published: March 25, 2022 doi: 10.3791/63249

Summary

Her præsenterer vi en forbedret kemotaxis assayprotokol. Målet med denne protokol er at reducere trin og omkostninger ved traditionelle bakterielle kemotaxismetoder og at tjene som en værdifuld ressource til forståelse af plante-mikrobe-interaktioner.

Abstract

Kemotaxis identifikation er meget vigtig for forskning og anvendelse af rhizosfære vækstfremmende bakterier. Vi etablerede en ligetil metode til hurtigt at identificere de kemotiltrækkende stoffer, der kunne fremkalde den kemotaktiske bevægelse af rhizosfærens vækstfremmende bakterier på sterile glasrutschebaner via enkle trin. Bakterieopløsning (OD600 = 0,5) og steril kemotiltrtrukken vandig opløsning blev tilsat dråbevis på glasglideren med et interval på 1 cm. En podningssløjfe blev brugt til at forbinde den kemoattraherende vandige opløsning til bakterieopløsningen. Rutsjebanen blev holdt ved stuetemperatur i 20 minutter på den rene bænk. Endelig blev den kemotrerende vandige opløsning opsamlet til bakterietælling og mikroskopisk observation. I denne undersøgelse overvandt metoden gennem flere sammenligninger af eksperimentelle resultater flere mangler ved traditionelle bakterielle kemotaxismetoder. Metoden reducerede fejlen ved pladetælling og forkortede forsøgscyklussen. Til identifikation af kemotiltrækkende stoffer kan denne nye metode spare 2-3 dage i forhold til den traditionelle metode. Derudover giver denne metode enhver forsker mulighed for systematisk at gennemføre et bakterielt kemotaxiseksperiment inden for 1-2 dage. Protokollen kan betragtes som en værdifuld ressource til forståelse af interaktioner mellem planter og mikrober.

Introduction

Kemotaxis er vigtig for kolonisering af plantevækstfremmende rhizobakterielle (PGPR) på rødder og for forståelse af plante-mikrobe-interaktioner1. En klasse af lavmolekylære forbindelser (kemoattractants) i planterodekssudater inducerer PGPR's kemotaktiske bevægelse til rhizosfæren2. Æblesyre, citronsyre og andre komponenter i rodekssudaterne stimulerer kemotaxis af Bacillus-stammer3. For eksempel rekrutterer glukose, citronsyre og fumarsyre i majsrodekssudater bakterier til rodoverfladen4. D-galactose, som er afledt af rodekssudater, inducerer kemotaxis af Bacillus velezensis SQR95. Organiske syrer, herunder fumarat, æblesyre og succinat, påvirker kemotaxis og kolonisering af forskellige PGPR i Cajanus cajan - Zea mays intercropping system6. Oleanolsyre i risrodsekssudater, virker som et kemotiltrækkemiddel for stammen FP357. Andre planteekssudater (herunder histidin, arginin og aspartat) kan spille en afgørende rolle i bakteriernes kemotaktiske respons8. Planteekssudater fungerer som et signal til at styre bevægelsen af bakterier, hvilket er det første skridt under rhizosfærekolonisering. Plantekolonisering af PGPR er en proces af enorm relevans, da PGPR er gavnlig for planteværten.

Mange metoder er blevet brugt til at analysere bakteriel kemotaxis. Svømmeplademetoden er en af de tidligere beskrevne metoder9. I denne metode blev plader fremstillet med et halvfast medium. En kemotaktisk buffer indeholdende agar (1,0%, w/v) blev tilsat pladen. Bufferen opvarmes og blandes derefter med kemoatettrivet. Derefter blev 8 μL bakteriesuspension tilsat dråbevis til midten af pladen, og pladen blev anbragt i en inkubator ved 28 °C. Pladen blev regelmæssigt observeret og fotograferet. Den eksperimentelle cyklus af svømmeplademetoden var imidlertid meget lang. I den kapillærlignende metode10 fungerer en pipettespids som et kammer til at holde 100 μL bakteriel suspension. 1 ml sprøjtenål blev brugt som kapillær. En sprøjtenål indeholdende kemotiltraptanter med forskellige koncentrationsgradienter blev indsat i 100 μL pipettespidsen. Efter inkubation ved stuetemperatur i 3 timer blev sprøjtenålen fjernet, indholdet blev fortyndet og belagt på mediet. Den bakterielle ophobning i sprøjten var repræsenteret af kolonidannende enheder (CFU'er) i pladerne. Den eksperimentelle fejl i replikater for den kapillærlignende metode var imidlertid stor. En anden metode anvendte en mikrofluidisk SlipChip-enhed11. Kort fortalt blev bovin serumalbumin (BSA) opløsning injiceret i alle kanaler og fjernet ved hjælp af et vakuum. Opløsningerne indeholdende forskellige kemoattrahtanter (1 mM koncentration kun til kvalitativ påvisning), bakterieceller suspenderet i fosfatbufret saltvand og fosfatbufret saltvandsbuffer (negativ kontrol) blev tilsat til henholdsvis de øverste, midterste og nederste mikrobrønde. Inkubation blev derefter udført i et mørkt miljø ved stuetemperatur i 30 minutter. Bakteriecellerne blev derefter påvist i mikrobrøndene. Den mikrofluidiske SlipChip-enhed var imidlertid dyr. Derfor havde hver af de ovenfor beskrevne metoder fordele og ulemper.

Vi etablerede et forbedret kemotaxis-assay til hurtig identifikation af rhizobakterielle kemotiltriva i rodexsudater ved hjælp af sterile glasrutschebaner uden komplicerede trin. I denne undersøgelse overvandt metoden gennem flere sammenligninger af eksperimentelle resultater flere mangler ved traditionelle bakterielle kemotaxismetoder. Metoden reducerede fejlen ved pladetælling og forkortede forsøgscyklussen. Derfor, hvis den bruges til at identificere et kemotiltrækkende stof, kan denne nye metode spare 2-3 dage og reducere omkostningerne ved eksperimentelle materialer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Materialer og udstyr

BEMÆRK: Bacillus altitudinis LZP02 (CP075052) blev isoleret fra rhizosfæren af ris i det nordøstlige Kina12,13 til denne undersøgelse.

  1. Kultur B. altitudinis LZP02 i Luria-Bertani (LB) medium (peptone, 10 g L-1; NaCl, 8 g L-1 og gærekstrakt, 5 g L-1) i 10 timer. Cellerne opsamles ved centrifugering ved 9.569 x g i 2 min ved 4 °C. og opbevares med 15 % glycerol ved -80 °C.
    BEMÆRK: Til dette eksperiment blev risfrø (Oryza sativa Longgeng 46) leveret af Rice Research Institute of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences.

2. Indsamling af rodesudater

  1. Fordel tilfældigt risfrø i et vækstkammer.
    BEMÆRK: Risfrø blev steriliseret med 30% H2O2 i 30 minutter og gennemblødt i vand natten over. Betingelserne var som følger: det kontrollerede lys (16/8 timers lys/mørk cyklus), temperatur (22 ± 2 °C) og relativ luftfugtighed (͂70%).
  2. Kultur risfrø i en uge og tilsæt sterilt vand to gange.
  3. Vælg risplanter af samme størrelse og plant i 50 ml Murashige og Skoog (MS) flydende medium. Inkuber i 48 timer ved 22 °C under aseptiske forhold.
    BEMÆRK: Risrodekssudater frigives til MS medium14,15,16.

3. Væskekromatografi-massespektrometrianalyse af rodesudater

  1. 100 μL af prøven (MS-medium indeholdende rodekssudater) indsamles i et 1,5 ml centrifugerør. Der tilsættes 20 μL af ekstraktionsopløsningsmidlet (acetonitril-methanol-vand, 2:2:1, inklusive intern standard). Homogeniser prøven ved 45 Hz i 4 minutter, efterfulgt af ultralydbehandling på is i 5 minutter i et vandbad.
  2. Gentag homogeniserings- og ultralydscyklussen tre gange. Prøven inkuberes ved -20 °C i 1 time efterfulgt af centrifugering ved 133,778 x g og 4 °C i 15 min.
  3. Overfør det resulterende supernatant til LC-MS-hætteglas og opbevar det ved -80 °C indtil UHPLC-QE-analyse. Kvalitetskontrolprøverne (QC) forberedes ved at blande lige store dele af supernatanten af alle prøver.
    BEMÆRK: Hvert prøvevolumen var 600 μL (seks replikater pr. Eksperiment) i det præsenterede eksperiment.
  4. Udfør LC-MS/MS-analyse ved hjælp af UHPLC-system, UPLC HSS T3-søjle (2,1 mm x 100 mm, 1,8 μm) og Q Exactive12.
    1. Der anvendes 0,1 % vandig opløsning af myresyre og 5 mmol/l ammoniumacetat vandig opløsning som mobil fase A og acetonitril som mobil fase B. Brug myresyre og ammoniumacetat som henholdsvis positive og negative iontilstande.
    2. Indstil elueringsgradienten som følger: 0 min, 1% B; 1 min, 1% B; 8 min, 99% B. 10 min, 99% B. 10,1 min, 1% B; 12 min, 1% B. Indstil strømningshastigheden og indsprøjtningsvolumenet til henholdsvis 0,5 ml/min og 2 μL.
      BEMÆRK: Makromolekylet (>1.000 Daltons) kan ikke detekteres.

4. Kemotaxis assay

  1. Forbered den kemotraherende vandige opløsning. Sørg for, at det er sterilt. Filtrer den kemotrentraherende opløsning med et 0,22 μm bakteriefilter.
    BEMÆRK: Den kemotiltrækkende vandige opløsning var det enkelte stof opnået fra LC-MS-undersøgelserne opløst i vand. Koncentrationen og volumenet kan justeres hensigtsmæssigt i henhold til forskellige undersøgelser. Citronsyreopløsning blev anvendt som et eksempel. Alle handlinger skal udføres ved siden af en lampe.
  2. Marker glasglassets midterposition med et interval på 1 cm. Sørg for, at glasglideren steriliseres flere gange på flammen.
  3. Tilsæt 30 μL kemotiltrtrukken opløsning til venstre for glasglasset. Sørg for, at bakterier blev dyrket til det logaritmiske stadium (2 x 108 CFU / ml) i LB-medium. Tilsæt 30 μL af bakterieopløsningen til højre for glasglasset.
    BEMÆRK: Forbered en negativ kontrolgruppe med et lige stort volumen sterilt vand. Saltopløsningen (0,9% NaCI) blev anvendt som den positive kontrol for at eliminere ændringerne forårsaget af intermolekylær kraft på eksperimentet.
  4. Steriliser en inokuleringssløjfe flere gange på flammen. Brug podningssløjfen til at forbinde den kemotiltrættende vandige opløsning til bakterieopløsningen og opbevar den ved stuetemperatur i 20 minutter på en ren bænk.
    BEMÆRK: Forsøget skal udføres i et vindløst miljø. Juster tiden, før du frakobler forbindelsesledningen for stammer med forskellige atletiske evner korrekt.
  5. Efter 20 minutter skal du frakoble forbindelsesledningen med filterpapir.
  6. Sørg for, at centrifugerøret på 1,5 ml er sterilt. Saml den kemotrerende vandige opløsning til venstre for glasglasset. Overfør opløsningen til det sterile centrifugerør på 1,5 ml.
  7. Tilsæt det passende volumen safranin til centrifugerøret. Efter 2 minutter samles de blandbare væsker til tælling af bakterier og mikroskopisk observation med et blodtællekammer.

5. Analyse af resultater

  1. Bestem antallet af levedygtige mikroorganismer tiltrukket ved hjælp af følgende ligning:
    Equation 1
    hvor NBC: Samlet antal bakterieceller; N: Antal bakterier i 80 gitre.
    BEMÆRK: Statistisk analysesoftware blev brugt til dataanalyse. Fejlen var baseret på tre forskellige replikerede eksperimentelle værdier og blev beregnet ved hjælp af envejs ANOVA efterfulgt af Tyrkiets post-hoc-analyse. P ≤ 0,05 blev betragtet som signifikant.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

I alt 584 og 937 kendte metabolitter blev påvist i henholdsvis positive og negative ionindekser. Tidligere undersøgelser har vist, at kemottractanter typisk er organiske syrer, aminosyrer og kulhydrater17,18.

I denne undersøgelse blev 16 slags kemotiltrækkende stoffer fra LC-MS-undersøgelserne i ris rhizosfæreekssudaterne udvalgt til efterfølgende eksperimenter (tabel 1). Ved hjælp af svømmeplademetoden screenede vi de lavmolekylære forbindelser, der udskilles af roden for et tiltrækningsmiddel af rhizosfærisk B. altitudinis LZP02. For at sammenligne styrkerne af de forskellige kemoattractanter blev kemotaxisindekset (RCI), som viser forholdet mellem gennemsnitlige behandlingsbakterier og den tilsvarende kontrol, indført19. En højere RCI indikerer en stærkere reaktion på kemodetractanten. Resultaterne viste, at 100 μM citronsyre (RCI = 2,34) og 100 μM koffeinsyre (RCI = 1,85) havde de højeste kemotaxisindekser (figur 2). Repræsentative billeder viste, at de sværmende områder af citronsyre og koffeinsyre var mere sammenlignet med CK (figur 3).

Ved hjælp af den nye kemotaxis-assaymetode (figur 1) viste resultaterne, at bakteriekoncentrationen af citronsyre-, koffeinsyre- og galactoseforsøgene (100 μM) var signifikant højere end for de negative og positive kontrolgrupper. Citronsyre var den stærkeste kemoattractant. Forsøgsresultaterne (figur 4 og tabel 2) var i overensstemmelse med resultaterne af den traditionelle svømmeplademetode (figur 2). Repræsentative mikroskopiske billeder af det nye kemotaxisassay er vist i figur 5.

Sammenlignet med svømmeplademetoden bekræftede vores resultater gennemførligheden af det nye kemotaxis-assay. Denne teknik kan spare betydelig tid, reducere omkostningerne ved reagenser og reducere fejl i resultatet. Resultaterne af den nye metode var intuitive, og metoden viste bakteriernes bevægelighed.

Figure 1
Figur 1: Skematisk diagram over det nye kemotaxisassay. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Resultater af svømmeplademetoden. (A) Kemotaktisk respons af B. altitudinis LZP02 til stigende koncentrationer af organiske syrer, phenolsyrer og kulhydrater. B) Kemotaktisk respons af B. altitudinis LZP02 til stigende koncentrationer af aminosyrer. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Resultater af svømmeplademetoden. Sammenligning af det kemotaktiske respons af B. altitudinis LZP02 mod organiske syrer. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: Resultater af den nye kemotaxis-analysemetode. NBC: Samlet antal bakterieceller. Kemotaktisk respons af B. altitudinis LZP02 til stigende koncentrationer af citronsyre, koffeinsyre og galactose. Resultaterne udtrykkes som gennemsnittet af mindst tre assays for hver bestemmelse. Fejllinjer angiver SD'erne baseret på tre forskellige replikerede eksperimentelle værdier. Kolonner identificeret med forskellige bogstaver er signifikant forskellige ved P ≤ 0,05 i henhold til envejs ANOVA efterfulgt af Tyrkiets post-hoc-analyse. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: Resultater af den nye kemotaxis-analysemetode. Billederne blev opnået under et lysmikroskop. A) CK, B) saltopløsning, C) citronsyre. Klik her for at se en større version af denne figur.

Indeks Navn Score Overflod
POS01062 Citronsyre 0 200471.6
NEG00016 Æblesyre 0.9944492 2093440.97
NEG00038 2,5-dihydroxybenzoesyre 0.8886685 114774.98
POS01763 Koffeinsyre 0 6195.5
POS00154 Ferulinsyre 0.4725294 12723.95
POS02156 Fruktose 0 6767.81
POS01289 Galactose 0 871476.14
NEG00021 Mannose 0.9898174 683176.34
POS00037 Valin 0.9660872 5985865.24
POS00018 Prolin 0.9887274 2739147.17
POS00124 Fenylalanin 0.6106034 11940645.8
POS00092 Glycin 0.7418478 22787114.1
POS00079 Threonin 0.8086754 1039040.18
NEG00010 Leucin 0.9962673 3546561.95
POS00266 Histidin 0 3010220.41
POS01993 Serin 0 645602.04
Bemærk: POS og NEG i første kolonne angiver henholdsvis positivt og negativt ionindeks. Tredje kolonne angiver, hvilket spektrum på andet niveau der blev brugt til at score databasematchning, og de ukonderede kemoattractanter blev matchet af det første ordens spektrum. Scoren varierer fra 0 til 1.

Tabel 1: 16 slags kemotiltrækkende stoffer fra LC-MS-undersøgelserne i ris rhizosfære ekssudaterne.

Kemottractant RCI
NaCl 1.95±0.03
Citronsyre 3.63±0.12
Koffeinsyre 2.71±0.26
Galactose 2.56±0.16

Tabel 2: Kemotaxis indeks (RCI) for den nye kemotaxis assay metode.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Stigende forskning indikerer, at plante-bakterie-interaktioner hovedsageligt forekommer i rhizosfæren og påvirkes af rodesudater20,21,22,23,24. Planterodekssudater omfatter en bred vifte af primære metabolitter, herunder phenolsyrer, organiske syrer og aminosyrer samt mere komplekse sekundære forbindelser25,26,27. For hver bakterie har specifikke stoffer vist sig at have rekrutterende virkninger i rhizosfæreekssudater. På dette forskningsområde er mange af de kemotaxismetoder, der er rapporteret i litteraturen, meget assay-afhængige. Der er rapporter om en række forskellige tilgange, som alle har specifikke fordele og ulemper.

I denne undersøgelse fokuserede vi på at indføre et forbedret kemotaxis-assay til hurtig identifikation af rhizobakterielle kemotiltrapitter i rodexsudater. I denne protokol blev alle eksperimenter udført under aseptiske forhold. I trin 4 brugte vi podningssløjfen til at forbinde den kemoatrerende vandige opløsning til bakterieopløsningen, og vi holdt diaset ved stuetemperatur i 20 minutter. Det er værd at bemærke, at forbindelseslinjens bredde blev styret til ca. 2 mm, og eksperimentet skal udføres i et vindløst miljø.

Der bør foretages passende ændringer i overensstemmelse med den forsøgsstamme, der anvendes. Den logaritmiske kulturtid bør vælges i henhold til vækstcyklussen for forskellige stammer. For stammer med forskellige sværmningsevner kan tiden før frakobling af forbindelsesledningen justeres korrekt. Små bakteriearter, der ikke kan observeres under et lysmikroskop, er ikke egnede til denne metode. For eksempel kan nanobakterier være så små som 80 nm i diameter og kan kun ses gennem et elektronmikroskop. Denne metode er velegnet til stammer med flagella.

Den nye metode reducerer fejlen ved pladetælling og forkorter forsøgscyklussen. Til identifikation af kemottraherende stoffer kan den nye metode spare 2-3 dage. Den nye metode gør det muligt for enhver forsker systematisk at gennemføre et bakterielt kemotaxis-eksperiment inden for 1-2 dage. Sammenlignet med den mikrofluidiske enhed er den nye metode billigere. Protokollen overvinder også nogle mangler ved traditionelle bakterielle kemotaxismetoder. Desuden kan den nye metode bruges på forskellige andre måder. For eksempel bør vi bruge denne metode til hurtigt at identificere bakterier i jord stimuleret af signaler fra specifikke planterodekssudater. Den nye metode er enkel i designet, nem at udføre og har stor applikationsværdi. Denne protokol kan præsenteres som en værdifuld ressource til identifikation og forståelse af interaktioner mellem planter og mikrober.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af National Natural Science Foundation of China (nr. 31870493), de vigtigste forsknings- og udviklingsprojekter i Heilongjiang, Kina (GA21B007) og de grundlæggende forskningsgebyrer for universiteter i Heilongjiang-provinsen, Kina (nr. 135409103).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2,5-dihydroxybenzoic acid Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 490-79-9
Acetonitrile CNW Technologies 75-05-8
Ammonium acetate CNW Technologies 631-61-8
Caffeic acid Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 331-39-5
Centrifuge Thermo Fisher Scientific Heraeus Fresco17
Citric acid Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 77-92-9
Clean bench Shanghai Boxun Industrial Co., Ltd. BJ-CD
Ferulic acid Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 1135-24-6
Formic acid CNW Technologies 64-18-6
Fructose Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 57-48-7
Galactose Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 59-23-4
Glycine Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 56-40-6
Grinding Mill Shanghai Jingxin Industrial Development
Co., Ltd.
JXFSTPRP-24
Histidine Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 71-00-1
Internal standard: 2-Chloro-L-phenylalanine Shanghai Hengbai Biotech C.,Ltd. 103616-89-3
Leucine Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 61-90-5
Malic acid Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 6915-15-7
Mannose Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 3458-28-4
Mass Spectrometer Thermo Fisher Scientific Q Exactive Focus
Methanol CNW Technologies 67-56-1
Optical Microscope Olympus BX43
Phenylalanine Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 63-91-2
Proline Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 147-85-3
Scales Sartorius BSA124S-CW
Serine Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 56-45-1
Threonine Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 72-19-5
UHPLC Agilent 1290 UHPLC
Ultrasound Instrument Shenzhen Leidebang Electronics
Co., Ltd.
PS-60AL
Valine Beijing InnoChem Science & Technology C.,Ltd. 7004-03-7

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Belas, R. Biofilms, flagella, and mechanosensing of surfaces by bacteria. Trends in Microbiology. 22 (9), 517-527 (2014).
  2. Haichar, Z., Santaella, C., Heulin, T., Achouak, W. Root exudates mediated interactions belowground. Soil Biology and Biochemistry. 77 (7), 69-80 (2014).
  3. Zhang, N., et al. Effects of different plant root exudates and their organic acid components on chemotaxis, biofilm formation and colonization by beneficial rhizosphere-associated bacterial strains. Plant and Soil. 374 (1-2), 689-700 (2014).
  4. Zhang, N., et al. Whole transcriptomic analysis of the plant-beneficial rhizobacterium Bacillus amyloliquefaciens SQR9 during enhanced biofilm formation regulated by maize root exudates. BMC Genomics. 16 (1), 685 (2015).
  5. Lui, Y., et al. Induced root-secreted D-galactose functions as a chemoattractant and enhances the biofilm formation of Bacillus velezensis SQR9 in an mcpa-dependent manner. Applied Microbiology and Biotechnology. 104 (17), 785-797 (2020).
  6. Vora, S. M., Joshi, P., Belwalkar, M., Archana, G. Root exudates influence chemotaxis and colonization of diverse plant growth-promoting rhizobacteria in the Cajanus cajan - Zea mays intercropping system. Rhizosphere. 18 (12), 100331 (2021).
  7. Sampedro, I., et al. Effects of halophyte root exudates and their components on chemotaxis, biofilm formation and colonization of the halophilic bacterium halomonas anticariensis FP35T. Microorganisms. 8 (4), 575 (2020).
  8. Liu, X. L., Raza, W., Ma, J. H., Huang, Q. W., Shen, Q. R. A dual role amino acid from sesbania rostrata seed exudates in the chemotaxis response of Azorhizobium caulinodans ORS571. Molecular Plant-Microbe Interactions. 32 (9), 1134-1147 (2019).
  9. Ling, N., Raza, W., Ma, J. H., Huang, Q. W., Shen, Q. R. Identification and role of organic acids in watermelon root exudates for recruiting Paenibacillus polymyxa SQR-21 in the rhizosphere. European Journal of Soil Biology. 47 (6), 374-379 (2011).
  10. Rudrappa, T., Czymmek, K. J., Pare, P. W., Bais, H. P. Root-secreted malic acid recruits beneficial soil bacteria. Plant Physiology. 148 (3), 1547-1556 (2008).
  11. Shen, C., et al. Bacterial chemotaxis on Slipchip. Lab on a Chip. 14 (16), 3074-3080 (2014).
  12. Liu, H., et al. Bacillus pumilus LZP02 promotes rice root growth by improving carbohydrate metabolism and phenylpropanoid biosynthesis. Molecular Plant-Microbe Interactions. 33 (10), 1222-1231 (2020).
  13. Goswami, M., Deka, S. Isolation of a novel rhizobacteria having multiple plant growth promoting traits and antifungal activity against certain phytopathogens. Microbiological Research. 240, 126516 (2020).
  14. Kaiira, M., Chemining'Wa, G., Ayuke, F., Baguma, Y., Nganga, F. Profiles of compounds in root exudates of rice, cymbopogon, desmodium, mucuna and maize. Journal of Agricultural Sciences Belgrade. 64 (4), 399-412 (2019).
  15. Shi, Y., et al. Effect of rice root exudates and strain combination on biofilm formation of Paenibacillus polymyxa and Paenibacillus macerans. African Journal of Microbiology Research. 6 (13), 3343-3347 (2012).
  16. Lee, H. W., Ghimire, S. R., Shin, D. H., Lee, I. J., Kim, K. U. Allelopathic effect of the root exudates of K21, a potent allelopathic rice. Weed Biology and Management. 8 (2), 85-90 (2008).
  17. Belimov, A. A., et al. Rhizobacteria that produce auxins and contain 1-amino-cyclopropane-1-carboxylic acid deaminase decrease amino acid concentrations in the rhizosphere and improve growth and yield of well-watered and water-limited potato (Solanum tuberosum). Annals of Applied Biology. 167 (1), 11-25 (2015).
  18. Ankati, S., Podile, A. R. Metabolites in the root exudates of groundnut change during interaction with plant growth promoting rhizobacteria in a strain-specific manner. Journal of Plant Physiology. 243, 153057 (2019).
  19. Gordillo, F., Chavez, F., Jerez, C. A. Motility and chemotaxis of Pseudomonas sp. B4 towards polychlorobiphenyls and chlorobenzoates. FEMS Microbiology Ecology. 60 (2), 322-328 (2007).
  20. Bais, H. P., Weir, T. L., Perry, L. G., Gilroy, S., Vivanco, J. M. The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms. Annual Review of Plant Biology. 57, 233-266 (2006).
  21. Badri, D. V., Vivanco, J. M. Regulation and function of root exudates. Plant Cell Environment. 32 (6), 666-681 (2009).
  22. Badri, D. V., Weir, T. L., Lelie, D., Vivanco, J. M. Rhizosphere chemical dialogues: plant-microbe interactions. Curr Opin Biotech. Current Opinion in Biotechnology. 20 (6), 642-650 (2009).
  23. Kamilova, F., Kravchenko, L. V., Shaposhnikov, A. I., Makarova, N., Lugtenberg, B. Effects of the tomato pathogen Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici and of the biocontrol bacterium Pseudomonas fluorescens WCS365. Molecular Plant-Microbe Interactions. 19 (10), 1121-1126 (2006).
  24. Kamilova, F., et al. Organic acids, sugars, and L-tryptophane in exudates of vegetables growing on stonewool and their effects on activities of rhizosphere bacteria. Molecular Plant-Microbe Interactions. 19 (3), 250-256 (2006).
  25. Badri, D. V., Vivanco, J. M. Regulation and function of root exudates. Plant Cell Environment. 32 (6), 666-681 (2009).
  26. Hao, W. Y., Ren, L. X., Ran, W., Shen, Q. R. Allelopathic effects of root exudates from watermelon and rice plants on Fusarium oxysporum f.sp. Niveum. Plant and Soil. 336 (1-2), 485-497 (2010).
  27. Hao, Z. P., Wang, Q., Christie, P., Li, X. L. Allelopathic potential of watermelon tissues and root exudates. Scientia Horticulturae. 112 (3), 315-320 (2007).

Tags

Biologi udgave 181 kemotaxis kemoattractant ekssudater af planterod plantevækstfremmende rhizobakterier
Et forbedret kemotaxisassay til hurtig identifikation af rhizobakterielle kemotiltrapitter i rodexsudater
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jiao, H., Lyu, C., Xu, W., Chen, W., More

Jiao, H., Lyu, C., Xu, W., Chen, W., Hu, Y., Wang, Z. An Improved Chemotaxis Assay for the Rapid Identification of Rhizobacterial Chemoattractants in Root Exudates. J. Vis. Exp. (181), e63249, doi:10.3791/63249 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter