Summary

Quantificação da colonização fúngica, esporogênese, e produção de micotoxinas Utilizando Bioensaios Kernel

Published: April 23, 2012
doi:

Summary

A devastação das culturas de cereais por fungos que infectam sementes de suscitou numerosos esforços de pesquisa para entender melhor planta-patógeno interações. Para estudar sementes de fungos interações em um ambiente de laboratório, nós desenvolvemos um método robusto para a quantificação de reprodução dos fungos, biomassa e contaminação por micotoxinas utilizando bioensaios de kernel.

Abstract

O apodrecimento de grãos por semente de fungos que infectam representa um dos maiores desafios econômicos à produção mundial de cereais, para não mencionar os riscos graves para a saúde humana e animal. Entre a produção de cereais, o milho é sem dúvida a cultura mais afetada, devido ao patógeno induzidas por perdas na integridade de grãos e sementes de contaminação por micotoxinas. As duas micotoxinas mais prevalentes e problemático para os produtores de milho e alimentos e processadores de alimentos são aflatoxina e fumonisina, produzida por Aspergillus flavus e Fusarium verticillioides, respectivamente.

Recentes estudos moleculares em planta-patógeno interações têm demonstrado promessa em compreender os mecanismos específicos associados com a resposta das plantas à infecção por fungos e contaminação por micotoxinas 1,2,3,4,5,6. Porque muitos laboratórios são usando ensaios de kernel para estudar organismos patogénicos de plantas interacções, não há uma necessidade de um método padronizado para quantificar diferentes parâmetros biológicos, de modoresultados de diferentes laboratórios podem ser cross-interpretado. Para um meio robusto e reprodutível para análises quantitativas de sementes, temos desenvolvido ensaios em laboratório e os métodos do kernel posteriores a quantificar o crescimento de fungos, biomassa e contaminação com micotoxinas. Quatro grãos de milho esterilizados são inoculadas em frascos de vidro com a suspensão fúngica (10 6) e incubadas durante um período predeterminado. Frascos de amostra são então seleccionados para a enumeração de conídios por análise de biomassa hemocitómetro, ergosterol baseada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), a quantificação aflatoxina utilizando um método AflaTest fluorómetro, e quantificação de fumonisina por HPLC.

Protocol

1. Bioensaio Kernel milho Duas semanas antes da cultura, os fungos patogénicos em Agar de Batata Dextrose (PDA) a 28 ° C. Seleccione grãos com tamanho e forma semelhantes, de preferência achatada assim que colocam em nível com a parte inferior de frascos de bioensaio, e colocar em tubos de 50 ml Falcon. Kernels seleccionados devem ter sido produzidos simultaneamente em mesmo ambiente para garantir a idade de sementes semelhante e composição metabolito. Tona esterilizar miolo por agi…

Discussion

<p class="jove_content"> Os métodos descritos aqui foram testados extensivamente e provou ser robusto na geração de resultados quantificáveis ​​para a colonização de fungos, esporogênese, e produção de micotoxinas. Além disso, estes métodos devem ser aplicável a sementes de outras espécies de plantas que são susceptíveis de contaminação com fungos micotoxigênico (amendoim, por exemplo, trigo, algodão, pistácios, etc.) Para competentes análises planta-patógeno de interação, é imperativo que as sementes se manter v…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gostaríamos de agradecer Brandon Hassett e Carlos Ortiz por sua assistência técnica. Este trabalho foi financiado pela NSF subsídios IOB-0544428, 0951272-IOS e IOS-0925561 com o Dr. Michael Kolomiets, e pelo USDA Instituto Nacional de Alimentação e Agricultura (Nifa), Melhoramento de Plantas DRFA e Grant Educação # 2010-85117 -20539 para os drs. Seth Murray, Thomas Isakeit e Kolomiets Michael.

Materials

Name of the reagent Company Catalog #
Potato Dextrose Agar Fisher Scientifc S71659A
Tween-20 Fisher Scientifc BP337-100
Plastic incubation container Sterilite 1713LAB06
Blender Vicam 20200
24 cm Fluted Filter Papers Vicam 31240
1.5 μm glass microfibre Vicam 31955
Afla Test column Vicam G1024
Afrla Test Developer Vicam 32010
Methanol Vicam 35016
Acetonitrile Fisher Scientifc AC14952-0025
Ethanol Fisher Scientifc AC39769-0025
C-18 solid phase extraction column (Prep SEP SPE C18 Column) Fisher Scientifc 60108-304
O-phthalaldehyde (OPA) Sigma Chemical Co 79760-5g
Boric acid Fisher Scientifc BP168-500
Sodium borate Fisher Scientifc RDCS0330500
Mercaptoethanol Fisher Scientifc 45-000-231
Shimadzu HPLC LC-20AT (Pump) Shimadzu Scientific Instruments, Inc. LC-20AT
Zorbax ODS column (4.6x150mm) Agilent Technologies 443905-902
Shimatzu RF-10Axl fluorescence detector Shimadzu Scientific Instruments, Inc. RF-10AXL
Sodium phosphate Fisher Scientifc AC38987-0010
FB1 standards Sigma Chemical Co. F1147-1mg
Chloroform VWR MK444410
13 mm syringe filter with 0.45 um nylon membrane (HPLC) Pall Life Science 4426
Ergosterol Sigma-Aldrich 45480-50G-F
Scintillation vials VWR 66021-602
Sodium Chloride Vicam G1124

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Christensen, S., Borrego, E., Shim, W., Isakeit, T., Kolomiets, M. Quantification of Fungal Colonization, Sporogenesis, and Production of Mycotoxins Using Kernel Bioassays. J. Vis. Exp. (62), e3727, doi:10.3791/3727 (2012).

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