التعفن الجاف تعفن التعفن في الحمص: منهجية مفصلة
Summary
تقدم هذه الدراسة منهجيات لدراسة الآليات البكولوجية والجزيئية الكامنة الكامنة في الحمص – تفاعلRhizoctonia bataticola. طريقة ورقة النشاف مفيد لدراسة بسرعة استجابات الحمص النمط الجيني، في حين أن الطريقة المريضة القائمة على وعاء يمكن استخدامها لفرض الجفاف في وقت واحد وعدوى R. bataticola والشاشة للنوعين الجينيين متسامح.
Abstract
يُشكل مرض تعفن الجذر الجاف (DRR) تهديدًا ناشئًا للإجهاد الحيوي لزراعة الحمص في جميع أنحاء العالم. ويتسبب في ذلك من قبل مسببات الأمراض الفطرية التي تحملها التربة، Rhizoctonia bataticola. في الأدبيات ، وشاملة ومفصلة بروتوكولات خطوة بخطوة على مقايسات المرض متناثرة. تقدم هذه المقالة تفاصيل كاملة عن الخطوات التي تتضمنها في إعداد تقنية الورق النشاف لفرز النماذج الجينية بسرعة لمقاومة DRR. تقنية الورق النشاف سهلة وأقل تكلفة. طريقة أخرى، استنادا إلى نهج وعاء المريض، هو تقليد العدوى الطبيعية ويمكن تطبيقها لدراسة المكونات التفاعل – النبات، الممرض، والبيئة- المشاركة في مثلث المرض.
وعلاوة على ذلك، يحدث في الطبيعة معدل الجفاف في معظم الأحيان في مناطق زراعة الحمص البعلي، حيث تنحسر رطوبة التربة مع تقدم نمو المحاصيل. ومن المعروف الإجهاد الجفاف لضمير نباتات الحمص لمرض DRR. يمكن أن يمهد الفهم الباثومورفولوجي والجزيئي للتفاعل بين النبات والأورام تحت ضغط الجفاف الطريق لتحديد أصناف مقاومة للحمض الكاسح من بركة الحمص الجرثومية. توفر هذه المقالة منهجية تدريجية لإعداد وعاء مريض ومقايسة المرض اللاحقة. وعموما، فإن المعلومات المقدمة هنا سوف تساعد الباحثين على إعداد R. bataticola inoculum الفطرية، والحفاظ على هذا الممرض، وإعداد تقنية ورقة النشاف، وإعداد الثقافة المريضة ووعاء المرضى، وتقييم العدوى المسببة للأمراض في نباتات الحمص.
Introduction
تعفن الجذر الجاف (DRR) هو واحد من الأمراض ذات الأهمية الاقتصادية في الحمص1،2. وهو مرض الجذر محددة الناجمة عن Rhizoctonia bataticola (teleomorph، Macrophomina phaseolina). النباتات المصابة تفتقر إلى الجذور الجانبي وتمتلك taproots هشة وأوراق الشجر الصفراء1,3. وقد أفيد عن أن DRR تحت ضغط الجفاف يشكل تهديدا ناشئا لزراعة الحمص1،2،3. وعلاوة على ذلك، أفيد أن حالات الحد من مخاطر الكوارث قد تفاقمت في ظل ضغوط الجفاف في ظل الظروف الميدانية1و2و3. DRR هو أكثر انتشارا في المناطق البعلية مما هو عليه في الحقول المروية4. استخدام أصناف مقاومة هو السبيل للتغلب على المرض والتحايل على استخدام مبيدات الفطريات1،13. لأن الجرثومة الحمص المتاحة في جميع أنحاء العالم الموانئ الاختلاف الجيني ل السمة5، والفرز وتحديد المقاومة / الأنماط الجينية المعرضة أمر بالغ الأهمية للتربية الجزيئية لتحسين المحاصيل.
قوية وسهلة وفعالة من حيث التكلفة اختبار المرض ضرورية للتحقيق في أنماط العدوى R. bataticola في الحمص. إن فحص المرض الأساسي المستخدم لمراقبة استجابة الأنماط الجينية للحمص إلى عدوى R. bataticola هو تقنية الورق النشاف1،4. بل هو تقنية بسيطة ويمكن تنفيذها باستخدام inoculum الفطرية السائلة، الشتلات مع الجذور، ورق النشاف العقيمة. ومع ذلك، لم يتم استخدام هذه التقنية إلى أقصى حد لأنه لا يوجد بروتوكول خطوة بخطوة متوفرة في الأدبيات.
وفي الوقت نفسه، ينطوي أسلوب وعاء المريض إعداد ثقافة المرضى المحتملين وفرض الإجهاد الجفاف. وبالنظر إلى أن الإجهاد الجفاف يؤدي إلى تفاقم الإصابة بمرض DRR3، فمن الضروري دراسة التفاعل النباتي – الممرض تحت ضغط الجفاف6،7. توفر تقنية الوعاء المريضة منصة لمثل هذه الدراسة المتزامنة ، وتعزيز إمكانيات أفضل لفحص الجرثومي وفهم الأساس الميكانيكي للتفاعل. يمكن معالجة التغيرات في علم المناخ مثل زيادة في طول الجذر والحد من عدد الجذر الجانبي — المتأصلة في مرض DRR — باستخدام تقنية وعاء المريض1,3,7.
هنا، يتم تقديم بروتوكول مفصل للورق النشاف وتقنيات وعاء المريضة، والتي يمكن استخدامها لدراسة التفاعل بين الحمص وR. bataticola وشاشة الحمص الجرثومية. وترد تفاصيل المواد المستخدمة في الدراسة في جدول المواد.
Protocol
Representative Results
Discussion
توفر تقنية الورق النشاف نهجًا مباشرًا لفحص الأنماط الجينية للحمص في ظل ظروف المختبر. التلقيح الانخفاض تمكن من التحقيق في التفاعل على أساس زمني مع سهولة السيطرة على الحمل inoculum(الشكل التكميلي 1)ويسهل فحص في المختبر. وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام الشتلات حتى الشباب. يمكن أن تعطي ثقاف?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويدعم المعهد الوطني لبحوث الجينوم النباتي المشاريع في مختبر M.S.K. 6- تعترف المنظمة السادسة بـ DBT-JRF (DBT/2015/NIPGR/430). نشكر الطلاب المتدربين، الآنسة ريشيكا، والسيد جاياشندرانيان، والآنسة دورغاديفي على المساعدة التقنية أثناء تصوير الفيديو، والسيد سانديب ديكسيت، والآنسة أنجالي، والدكتور أفانيش راي على تقييم البيانات الأولية وملفات المخطوطات تقييماً نقدياً. ونشكر السيد رحيم هـ طرافدار والسيد سوندر سولانكي على مساعدتهما في المختبر. ونحن نعترف DBT-eLibrary كونسورتيوم (DeLCON) ومكتبة NIPGR لتوفير الوصول إلى الموارد الإلكترونية ومرفق نمو النبات NIPGR لدعم نمو النبات / الفضاء.
Materials
| Fungus- Rhizoctonia bataticola | Pathogen inoculum | Indian Type Culture Collection No. 8365 | GenBank: MH509971.1, ITCC 8635 (https://www.iari.res.in/index.php?option=com_content&view=article& id=1251&Itemid=1370) |
| Soilrite mix | Soil medium in the lab | Keltech Energies Limited, Bangalore, India | http://www.keltechenergies.com/ |
| Filter paper | Blotting paper to support the plant growth | Himedia | http://himedialabs.com/catalogue/chemical2017/index.html#374 |
| Pot | Growing plants | 10 and 30 cm size pots | Routinely used nursery pots, for example, https://dir.indiamart.com/impcat/nursery-pots.html |
| Potato dextrose agar/broth | Culture and maintain the fungus | Cat# 213400, DifcoTM, MD, USA | https://www.fishersci.com/shop/products/bd-difco-dehydrated-culture-media-potato-dextrose-agar-3/p-4901946 |
| Incubator | Culture the fungus | LOM-150-2, S/N AI13082601-38, MRC, incubator, and shaker | http://www.mrclab.com/productDetails.aspx?pid=91131 |
| Growth chamber | Growing plants in controlled condition | Model No. A1000, Conviron, Canada | https://www.conviron.com/products/gen1000-reach-in-plant-growth-chamber |
| Laminar airflow | Carrying out aseptic exercises | Telstar, Bio II advance, Class II cabinet, EN-12469-2000 | https://www.telstar.com/lab-hospitals-equipment/biological-safety-cabinets/bio-ii-advance-plus/, http://www.atlantisindia.co.in/laminar-air-flow.html |
| Mesh | Filtering the fungal mycelia | Nylon mosquito net | Mesh with 0.6-1 mm diameter pore size |
| Autoclave | Autoclaving media and chickpea seeds | Autoclave | http://www.scientificsystems.in/autoclave |
| Microscopes | Visualizing the infection ang fungal mycelia | SMZ25 / SMZ18, Research Stereomicroscopes, Leica EZ4 educational stereomicroscope | https://www.microscope.healthcare.nikon.com/products/stereomicroscopes-macroscopes/smz25-smz18 https://www.leica-microsystems.com/products/stereo-microscopes-macroscopes/p/leica-ez4/ https://www.microscopyu.com/museum/eclipse-80i |
| Weighing balance | Weighing fungus and chemicals | Sartorius Electronic Weighing Balance, BSA 4202S-CW | https://www.sartorius.com/en/products/weighing/laboratory-balances |
| WGA-FITC | Fungus staining | Sigma | https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/l4895?lang=en®ion=IN |
| Aniline blue | Fungus staining | Himedia | http://www.himedialabs.com/intl/en/products/Chemicals/Dyes-Indicators-and-Stains/Aniline-blue-Water-soluble-Practical-grade-GRM901 |
References
- Sharma, M., Ghosh, R., Pande, S. Dry root rot (Rhizoctonia bataticola (Taub.) Butler): an emerging disease of chickpea – where do we stand. Archives of Phytopathology and Plant Protection. 48 (13-16), 797-812 (2015).
- Sinha, R., Irulappan, V., Mohan-Raju, B., Suganthi, A., Senthil-Kumar, M. Impact of drought stress on simultaneously occurring pathogen infection in field-grown chickpea. Scientific Reports. 9 (1), (2019).
- Nene, Y., Haware, M., Reddy, M. Chickpea diseases: resistance screening techniques, information bulletins No. 10. Patancheru. Information Bulletin No. 10. Patancheru, A.P., India: International CroDS Research Institute for the Semi-Arid Tropics. , 1-10 (1981).
- Pande, S., Krishna Kishore, G., Upadhyaya, H. D., Narayana Rao, J. Identification of sources of multiple disease resistance in mini-core collection of chickpea. Plant Disease. , (2006).
- Pandey, P., Irulappan, V., Bagavathiannan, M. V., Senthil-Kumar, M. Impact of combined abiotic and biotic stresses on plant growth and avenues for crop improvement by exploiting physio-morphological traits. Frontiers in Plant Science. 8, (2017).
- Irulappan, V., Senthil-Kumar, M. Morpho-physiological traits and molecular intricacies associated with tolerance to combined drought and pathogen stress in plants. Biotechnologies of Crop Improvement, Volume 3: Genomic Approaches. , (2018).
- Jensen, A. B., et al. Standard methods for fungal brood disease research. Journal of Apicultural Research. 52 (1), 1-39 (2013).
- Agrios, G. . Plant Pathology: Fifth Edition. , 9780080473 (2004).
- Coley-Smith, J. R., Cooke, R. C. Survival and germination of fungal sclerotia. Annual Review of Phytopathology. , (1971).
- Nagamma, G., Saifulla, M., Sab, J., Pavitra, S. . Screening of chickpea genotypes against dry root rot caused by Macrophomina phaseolina (tassi) goid. 10 (4), 1795-1800 (2015).
- Infantino, A., et al. Screening techniques and sources of resistance to root diseases in cool season food legumes. Euphytica. 147 (1-2), 201-221 (2006).
- Khaliq, A., et al. Integrated control of dry root rot of chickpea caused by Rhizoctonia bataticola under the natural field condition. Biotechnology Reports. 25, 00423 (2020).
