मक्का और टेओसिंते लाइनों पर Ustilago maydis की रोगजनकता का आकलन करने के लिए एक त्वरित और कुशल विधि
Summary
बायोट्रोफिक रोगजनक उचिटागो मेडिस के साथ मक्का और टेओसिंते पौधों को टीका लगाने के लिए सुई इंजेक्शन विधि का उपयोग वर्णित है। सुई इंजेक्शन टीका विधि पौधे के पत्तों के बीच में कवक रोगजनक के नियंत्रित वितरण की सुविधा देती है जहां रोगजनक एप्रेसोरिया के गठन के माध्यम से पौधे में प्रवेश करता है। यह विधि अत्यधिक कुशल है, जो यू मेडिसके साथ प्रजनन योग्य टीका को सक्षम करती है।
Abstract
मक्का दुनिया भर में एक प्रमुख अनाज की फसल है। हालांकि, जैव रोगजनकों के लिए संवेदनशीलता उत्पादकता बढ़ाने के लिए प्राथमिक बाधा है। यू मेडिस एक बायोट्रोफिक फंगल रोगजनक और मक्का पर मकई मैल का कारण एजेंट है। यह रोग अमेरिका में सालाना लगभग $ 1.0 बिलियन के महत्वपूर्ण उपज नुकसान के लिए जिम्मेदार है1 फसल रोटेशन, कवकनाशी आवेदन और बीज उपचार सहित कई तरीकों का उपयोग वर्तमान में मकई मैल 2 को नियंत्रित करने के लिए कियाजाताहै। हालांकि, मेजबान प्रतिरोध मकई मैल के प्रबंधन के लिए एकमात्र व्यावहारिक तरीका है। मक्का, गेहूं और चावल सहित फसल पौधों की पहचान जो विभिन्न बायोट्रोफिक रोगजनकों के लिए प्रतिरोधी हैं, से सालाना3-5उपज के नुकसान में काफी कमी आई है । इसलिए, एक रोगजनक टीका विधि का उपयोग जो पौधे की पत्तियों के बीच में रोगजनक को कुशलतापूर्वक और पुन: उत्पन्न करता है, मक्का लाइनों की तेजी से पहचान करने में सुविधाजनक होगा जो यू मेडिसके लिए प्रतिरोधी हैं। के रूप में, मक्का लाइनों कि यू maydisके लिए प्रतिरोधी हैं, एक सुई इंजेक्शन टीका विधि और एक प्रतिरोध प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग विधि एक यू maydis तनाव के साथ मक्का, teosinte introgression लाइनों टीका और प्रतिरोधी पौधों का चयन करने के लिए उपयोग किया गया था, इंडेंटिंग की ओर एक पहला कदम ।
मक्का, टेओसिंते और मक्का एक्स टेओसिंटे इन्ट्रोग्रेसियन लाइनें, जिनमें लगभग 700 पौधे शामिल थे, लगाए गए थे, यू मेडिसके तनाव के साथ टीका लगाए गए थे, और प्रतिरोध के लिए जांच की गई थी। टीका और स्क्रीनिंग विधियों ने यू मेडिसके प्रतिरोधी तीन टेओसिंते लाइनों की सफलतापूर्वक पहचान की । यहां मक्का, टेओसिंते और मक्का एक्स टेओसिंटे इनट्रो्रेसेशन लाइनों के लिए एक विस्तृत सुई इंजेक्शन टीका और प्रतिरोध प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया गया है। इस अध्ययन को दर्शाता है कि सुई इंजेक्शन टीका कृषि में एक अमूल्य उपकरण है कि कुशलता से संयंत्र की पत्तियों के बीच में यू maydis उद्धार कर सकते है और संयंत्र लाइनों है कि यू maydis के लिए प्रतिरोधी है कि अब संयुक्त और बेहतर रोग प्रतिरोध के लिए प्रजनन कार्यक्रमों में परीक्षण किया जा सकता है प्रदान की है ।
Introduction
पौधों की फंगल बीमारियां कृषि के लिए सबसे प्रख्यात खतरों में से एक का प्रतिनिधित्व करती हैं। दुनिया की बढ़ती आबादी की खाद्य जरूरतों के कारण बेहतर रोग प्रतिरोध के साथ फसलों को विकसित करने की जरूरत बढ़ रही है । पौधे रोगजनक प्राकृतिक रूप से खेत में फसल के पौधों को संक्रमित करते हैं जिससे फसल की पैदावार पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है6. यह दिखाया गया है कि प्रतिरोधी पौधों की पहचान और उपयोग प्रतिरोध में सुधार और उपज हानि को कम कर सकते हैं । पौधों को पौधों के रोगजनक के साथ बाहर निकालकर और प्रतिरोधी लाइनोंकेलिए चयन करके मक्का, गेहूं, चावल और ज्वार सहित कई पौधों की प्रजातियों में प्रतिरोधी खेती की पहचान की गई है। इसलिए, एक कुशल टीका विधि के विकास और उपयोग से कई पौधों को टीका लगाया जा सकेगा और प्रतिरोध के लिए जांच की जा सकेगी। विभिन्न टीका विधियों का उपयोग किया गया है जिसमें डुबकी टीका, रोगजनक कोशिका निलंबन संस्कृति को पौधे के चक्कर में पिपिंग करना, और सुई इंजेक्शन टीका8-11शामिल है। प्रत्येक विधि के साथ, रोगजनक को पौधे की पत्तियों के बीच में मज़बूती से पेश किया जाना चाहिए जहां रोगजनक रोगजनक विकास और पौधे के संक्रमण को सुनिश्चित करने के लिए एप्रेसोरिया के गठन के माध्यम से पौधे में प्रवेश करता है12,13।
डुबकी टीका विधि एक रोगजनक कोशिका निलंबन संस्कृति में एक पौधे के अंकुर को जलमग्न शामिल है, जबकि पाइपिंग विधि पौधे के अंकुर के चक्कर में रोगजनक सेल निलंबन संस्कृति रखने की आवश्यकता है । हालांकि, दोनों तरीकों के साथ मुद्दे हैं । सबसे पहले, दोनों विधियां पौधे के ऊतकों में पत्ती की सतह से रोगजनक के प्राकृतिक आंदोलन पर निर्भर करती हैं जो अत्यधिक चर है। अधिकांश रोगजनक स्वाभाविक रूप से पौधे के पत्ते की सतह पर स्टोमेटल उद्घाटन या घावों के माध्यम से पौधे में प्रवेश करते हैं। हालांकि, रोगजनकों में महत्वपूर्ण परिवर्तनशीलता के माध्यम से संयंत्र पत्ती की सतह में घुसना और/ इसलिए, रोगजनक प्रवेश को या तो टीका विधि के साथ नियंत्रित नहीं किया जा सकता है जिसके परिणामस्वरूप असंगत डेटा होता है। दूसरा, जब पौधों की एक बड़ी संख्या में स्क्रीनिंग, एक रोगजनक कोशिका निलंबन संस्कृति में रोपण जलमग्न समय लेने वाली हो सकती है और पौधों की संख्या है कि जांच की जा सकती है सीमा हो सकती है । इसके विपरीत, यहां वर्णित सुई इंजेक्शन टीका प्रोटोकॉल पौधे के पत्तों के बीच रोगजनक कोशिका निलंबन संस्कृति को बचाता है जो एपप्रेसोरिया14के गठन को सुविधाजनक बनाता है। रोगजनक तब रोगजनक प्रवेश मुद्दे को नष्ट करने वाले पौधे में प्रवेश करने के लिए नव विकसित एपप्रेसिया का उपयोग करता है। इसके अतिरिक्त, सुई इंजेक्शन टीका प्रोटोकॉल मक्का और टेओसिंते पौधों के लिए फेनोटाइप की एक श्रृंखला प्रदान करता है जिन्हें यू मेडिस के साथ टीका लगाया गया है और अच्छे संक्रमण का प्रदर्शन करता है। फेनोटाइप का उपयोग रोगजनक कोशिका निलंबन संस्कृति के लिए सबसे अच्छी एकाग्रता निर्धारित करने के लिए एक मार्कर के रूप में किया जा सकता है जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न प्रयोगों के भीतर और बीच लगातार पौधे फेनोटाइप होते हैं।
रोगजनक कोशिका निलंबन संस्कृति के साथ पौधे के टीका के बाद, पौधों को आमतौर पर प्रतिरोधी या अतिसंवेदनशील फेनोटाइप8-11,15का पता लगाने के लिए जांच की जाती है। जबकि रोग रेटिंग तराजू बड़े पैमाने पर स्क्रीन और संयंत्र फेनोटाइप वर्गीकृत करने के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है, रेटिंग तराजू रोगजनक के आधार पर अलग विश्लेषण किया जा रहा है । इसलिए, यू मेडिस और मक्का इंटरैक्शन के लिए रोग रेटिंग स्केल प्रोटोकॉल प्रतिष्ठान का उपयोग इसीतरहके फंगल रोगजनकों के लिए किया जा सकता है ।
प्रोटोकॉल की वर्तमान श्रृंखला में सुई इंजेक्शन टीका को यू मेडिस सेल सस्पेंशन कल्चर और मक्का, टेओसिंते और मक्का एक्स टेओसिंते इनट्रोग्रेगेशन लाइनों की रोग प्रतिरोध प्रतिक्रिया स्क्रीनिंग के साथ विवरण दिया गया है। वर्तमान प्रोटोकॉल मक्का के पौधों में यू मेडिस के सुई इंजेक्शन टीका तक ही सीमित नहीं हैं, लेकिन अपेक्षाकृत किसी भी कवक रोगजनक और पौधों की प्रजातियों के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसलिए, एक ही प्रोटोकॉल में दोनों तरीकों के विवरण सहित शोधकर्ताओं को सीधे टीका और स्क्रीनिंग के लिए प्रोटोकॉल का उपयोग करने के लिए या बेहतर रोगजनक और ब्याज की पौधों की प्रजातियों फिट करने के लिए मूल प्रोटोकॉल में हेरफेर करने के लिए सक्षम हो जाएगा ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन में सुई इंजेक्शन टीका विधि 700 मक्का और टेओसिंते पौधों के तने में यू मेडिस के तनाव को वितरित करने के लिए इस्तेमाल किया गया सफल रहा। इसके अतिरिक्त, पौधों को स्क्रीन करने और रोगजनक विकास का पता…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम प्रयोगशाला और ग्रीनहाउस सहायता के लिए डॉ अमीर इस्लामोविक को धन्यवाद देते हैं । हम मक्का एक्स टेओसिंटे इनट्रोस्रेसेशन लाइनें प्रदान करने के लिए डॉ शेरी फ्लिंट-गार्सिया को भी धन्यवाद देते हैं ।
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Seed for plants | Collected from original crosses | ||
| Growth chamber | Conviron | PGR14 REACH-IN | |
| Planting flats | Hummert International | 14-3385-2 | |
| Soil (3 parts pine bark; 1 part peat moss with perlite) | Hummert International | 10-1059-2 | |
| Laminar flow hood | Lab Conoco | 70875372 | |
| Glycerol stock of pathogen (U. maydis) or fungal pathogen of interest | Stocks were grown from original culture | ||
| Sterile loop | Fisher Scientific | S17356A | |
| Potato dextrose agar (PDA) plates | Fisher Scientific | R454311 | |
| Incubator set to 30 °C | Fisher Scientific | 11-690-650F | |
| Sterile toothpicks | Walmart | Purchased from Walmart and sterilized by autoclave | |
| Potato dextrose broth (PDB) | Fisher Scientific | ICN1008617 | |
| Incubator-shaker set to 30 °C | New Brunswick | 14-278-179 | |
| Spectrophotometer | Fisher Scientific | 4001000 | |
| U. maydis cell suspension culture (1 x 106 cells/ml) | Grown from glycerol stock as described in the methods | ||
| 3 ml Syringes | Becton Dickinson | 309606 | |
| .457 mm x 1.3 cm Hypodermic needles | Kendall Brands | 8881250321 |
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