在这里,我们提出了一种改进的趋化性测定方案。该协议的目标是减少传统细菌趋化性方法的步骤和成本,并作为理解植物 – 微生物相互作用的宝贵资源。
趋化性鉴定对于根际生长促进菌的研究与应用具有重要意义。我们建立了一种简单的方法来快速鉴定 可以通过简单的步骤 在无菌载玻片上诱导根际生长促进细菌的趋化运动的化学引诱剂。细菌溶液(OD600 = 0.5)和无菌化学引诱剂水溶液以1cm的间隔滴加在载玻片上。使用接种回路将化学引诱剂水溶液连接到细菌溶液。将载玻片在室温下在干净的工作台上保持20分钟。最后,收集化学引诱剂水溶液进行细菌计数和显微镜观察。本研究通过对实验结果的多重比较,克服了传统细菌趋化性方法的多重缺点。该方法降低了计板误差,缩短了实验周期。对于化学引诱物质的鉴定,与传统方法相比,这种新方法可以节省2-3天。此外,这种方法允许任何研究人员在1-2天内系统地完成细菌趋化性实验。该协议可以被认为是理解植物 – 微生物相互作用的宝贵资源。
趋化性对于植物根系上促进生长的根际细菌(PGPR)的定植和理解植物 – 微生物相互作用非常重要1。植物根系分泌物中的一类低分子量化合物(化学引诱剂)诱导PGPR向根际的趋化运动2。根系分泌物中的苹果酸、柠檬酸和其他成分刺激芽孢杆菌菌株的趋化性3。例如,玉米根系分泌物中的葡萄糖、柠檬酸和富马酸将细菌招募到根部表面4。D-半乳糖来源于根系分泌物,诱导黄芽孢杆菌SQR95的趋化性。有机酸,包括富马酸盐、苹果酸和琥珀酸盐,会影响Cajanus cajan – Zea mays间作系统中各种PGPR的趋化性和定植6。水稻根系分泌物中的齐墩果酸可作为菌株FP357的化学引诱剂。其他植物渗出物(包括组氨酸、精氨酸和天冬氨酸)可在细菌的趋化反应中起至关重要的作用8。植物分泌物作为引导细菌运动的信号,这是根际定植的第一步。PGPR的植物定植是一个具有巨大相关性的过程,因为PGPR对植物宿主有益。
许多方法已被用于分析细菌趋化性。游泳板法是前面描述的方法之一9。在这种方法中,用半固体介质制成板。将含有琼脂(1.0%,w / v)的趋化缓冲液加入平板中。将缓冲液加热,然后与化学吸引剂混合。然后,将8μL细菌悬浮液滴入板的中间,并将板置于28°C的培养箱中。 该板材定期被观察和拍照。然而,游泳板法的实验周期非常长。在毛细管样方法10中,移液器吸头用作容纳100μL细菌悬浮液的腔室。1 mL注射器针头用作毛细管。将含有具有不同浓度梯度的化学吸引剂的注射器针头插入100μL移液器尖端。在室温下孵育3小时后,取出注射器针头,稀释内容物并镀在培养基上。注射器中的细菌积累由板中的集落形成单元(CFU)表示。然而,类似毛细管的方法的重复实验误差很大。另一种方法使用微流体滑片装置11。简而言之,将牛血清白蛋白(BSA)溶液注射到所有通道中并使用真空除去。将含有不同化学引诱剂(仅定性检测的1 mM浓度)、悬浮在磷酸盐缓冲盐水和磷酸盐缓冲液中的细菌细胞(阴性对照)的溶液分别加入到顶部、中间和底部微孔中。然后在室温下的黑暗环境中孵育30分钟。然后在微孔中检测到细菌细胞。然而,微流体SlipChip设备很昂贵。因此,上述每种方法都有优点和缺点。
我们建立了一种改进的趋化性测定法,用于使用无菌载玻片快速鉴定根系分泌物中的根际细菌化学引诱剂,而无需复杂的步骤。本研究通过对实验结果的多重比较,克服了传统细菌趋化性方法的多重缺点。该方法降低了计板误差,缩短了实验周期。因此,如果用于鉴定化学引诱剂物质,这种新方法可以节省2-3天并降低实验材料的成本。
越来越多的研究表明,植物与细菌的相互作用主要发生在根际,并受根系分泌物的影响20,21,22,23,24。植物根系分泌物包括多种初级代谢物,包括酚酸、有机酸和氨基酸以及更复杂的二次化合物25、26、27</s…
The authors have nothing to disclose.
本研究由国家自然科学基金(第31870493号)、黑龙江重点研发项目(GA21B007)和黑龙江省高校基础研究费用(第135409103号)资助。
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 |