Seksuelle kors og isolering af rekombinant afkom er vigtige forsknings-værktøjer til trådsvamp,<em> Fusarium graminearum</em> Teknikkerne nødvendige at føre disse processer er præsenteret.
Fusarium graminearum er blevet et modelsystem til undersøgelser i udvikling og patogenicitet af filamentøse fungi. F. graminearum lettest producerer frugtlegemer, kaldet perithecia på gulerod agar. Perithecia indeholder mange vævstyper, der er produceret på bestemte stadier af perithecium udvikling. Disse omfatter (i rækkefølgen) dannelse af perithecium bogstaverne (som giver anledning til ascogenous hyfer) og den ydre væg, paraphyses (sterilt mycelier som optager midten af perithecium indtil AscI udvikle), den Ascl, og ascosporer i Ascl 14. Udviklingen af hver af disse væv er adskilt af cirka 24 timer og har været grundlag af transkriptom studier i løbet af seksuel udvikling 12,8. Se Hallen et al. (2007) for en mere grundig beskrivelse af udviklingen, herunder fotografier af hver etape. Her vil vi præsentere de metoder for generering og høst synkronly udvikle græsplæner i perithecia for tidsmæssige studier af genregulering, udvikling og fysiologiske processer. Selv om disse fremgangsmåder er skrevet specielt til anvendelse sammen med F. graminearum, kan teknikker anvendes til en række andre svampe, forudsat at frugtsætning kan induceres i kultur, og der er en vis synkroni til udvikling. Vi har for nylig tilpasset denne protokol for at studere den seksuelle udvikling af F. verticillioides. Selvom enkelte perithecia skal håndplukket i denne art, fordi en græsplæne for at udvikle perithecia ikke kunne fremkaldes, processen fungeret godt for at studere udvikling (Sikhakolli og Trail, upubliceret).
Den vigtigste funktion svampe frugtlegemer er spredning af sporer. I mange af de arter af Ascomycota (ASCUS fremstilling svampe), der sporer skudt fra ASCUS på grund af dannelsen af saftspændingen i ASCUS, drivende udstødning af sporer (og epiplasmic væske) gennempore i ASCUS spids 2,7. Vore undersøgelser af tvungen ascospore udledning har resulteret i udviklingen af en "spore udledning analyse", som vi bruger til at screene for mutationer i processen. Her præsenterer vi detaljerne i denne analyse.
F. graminearum er homothallic, og dermed kan danne frugtlegemer i mangel af en kompatibel partner. Den fordel homothallism at passagen ikke er nødvendigt at generere afkom homozygot for en bestemt egenskab, en facet der har lettet studiet af seksuel udvikling i denne art 14,7. Imidlertid har heterothallic stammer blevet dannet, som kan anvendes til at passere 5,9. Det er også muligt at passere homothallic stammer til opnåelse af mutanter i flere gener i en stamme 1. Dette gøres ved coinoculating en petriskål med 2 stammer. Langs mødepunkt, vil hovedparten af perithecia være rekombinant (tilvejebragt en mutation i et af de forælder-stammer inhiberer ikkeudkrydsning). Som perithecia alder, udstråler de ascosporer massevis i stedet for med magt at aflade dem. Den resulterende sporer ekssudat (kaldet en cirrhus) sidder på spidsen af perithecium og kan nemt fjernes for inddrivelse af de enkelte sporer. Her præsenterer vi en protokol for at lette identifikationen af rekombinant perithecia og inddrivelse af rekombinante afkom.
F. graminearum er særligt godt tilpasset til studiet af frugtlegemet udvikling på grund af tilgængeligheden af en godt kommenteret genom ( mips.helmholtz-muenchen.de/genre/proj/FGDB / , 4), og tilgængeligheden af en Affymetrix- baseret mikroarray 6. Det har fremmet evnen til at identificere gener, der er vigtige for ascospore udledning 7,11,3. De metoder, der præsenteres her, vil gøre det muligt for forskeren at fokusere på en diskret sæt af udviklingsstadier og funktioner for genetisk analyse af frugtlegemer af F. graminearum. Fremgangsmåderne er også let at tilpasse til beslægtede svampe, som kan induceres til frugt i kultur, og kan anvendes som en standard til udviklingen i en række andre svampe frugtlegemet typer.
Evnen til at vurdere en spore fyring fænotype kan være subtile i arter, hvor sporer er små og svære at se, såsom <em> F. graminearum. Indsamling af sporer på et rent objektglas letter både visuel vurdering, og kvantitativ vurdering, som sporer kan vaskes objektglasset og kvantificeret. Nogle svampearter producere en slim, der omgiver deres spore, og sporerne ikke kan skylles væk, men skal tælles mikroskopisk, da de forbliver på diaset. Vi har fundet at dette er sandt af Sclerotinia sclerotiorum.
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev støttet af en bevilling fra National Science Foundation (MCB-0.923.794 til FT).
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
Fusarium graminearum strain PH-1 | Fungal Genetics Stock Center, Kansas | FGSC 9075 |
Tween 60 | Sigma-Aldrich | P1629 |
Czapek’s Dox Agar | Difco, Becton Dickinson | 233810 |
Potassium Chlorate | Sigma-Aldrich | 255572 |