一种用于快速鉴定根系分泌物中根细菌化学引诱剂的改进趋化性测定

摘要

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。

摘要

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。

引言

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....

研究方案

1. 材料和设备

注：从东北水稻根际中分离出 高山芽孢杆菌 LZP02（CP075052）^12，13 。

1. 文化 B. 山茱萸 LZP02在卢里亚 - 贝尔塔尼（LB）培养基（蛋白胨，10克^L-1;NaCl，8克^L-1 和酵母提取物，5克^L-1）10小时。通过在4°C下以9，569× g 离心2分钟收集细胞，并在-80°C下用15%甘油储存。
   注：本实验中，水稻种子（米 苜蓿龙莘46）由黑龙江省农业科学院水稻研究所提供。

2. 根系分泌物的收集

1. 在生长室中随机分配水稻种子。
   注意：将稻种子用30%H _{2O 2} 灭菌30分钟，并在水中浸泡过夜。条件如下：受控光（16/8 h光/暗循环），温度（22±2°C）和相对湿度（͂70%）。
2. 将水稻种子培养一周，并加入无菌水两次。
3. 选择大小相似的水稻幼苗，并将植物种植在50 mL的Murashige和Sk....

结果

在阳性和阴离子指数中分别检测到584种和937种已知代谢物。先前的研究表明，化学引诱剂通常是有机酸，氨基酸和碳水化合物^17，18。

本研究选取了水稻根际渗出物中LC-MS研究中的16种化学引诱剂进行后续实验（表1）。使用游泳板法，我们筛选了根分泌的低分子量化合物，以寻找根际 B. altitudinis LZP02的引诱剂。为?.......

讨论

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

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
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