Wir danken Dr. Emir Islamovic für die Labor- und Gewächshaushilfe. Wir danken auch Dr. Sherry Flint-Garcia für die Bereitstellung der Mais x Teosinte Introgressionslinien.

1. Wachstum von Pflanzenmaterial
<ol><li>Wählen Sie Anlagenlinien für Dieinokulation und Siebung aus. Für diese Arbeit wurden zwei Maislinien, fünf Teosintenlinien und vierzig Maisx-Teosintenlinien mit uncharakterisierter Resistenz gegen U. Maydis verwendet (Tabelle 1).</li>
	<li>Pflanzensamen für experimentelle(U. maydis Injektion) und Kontrolle (Wasserinjektion) Nadelinjektion Impfexperimente. Tun Sie dies für jede Anlagenlinie.</li>
	<li>Pflanzen Sie vier Samen (Replikationen) für jede Pflanzenlinie in kleinen Wohnungen, indem Sie die Samen etwa 1/2 Zoll mit dem Finger in den Boden schieben und leicht mit Erde bedecken (Abbildungen 1A und 1B). Den Boden nicht über den Samen verpacken. Das Tieferanpflanzen oder das Verpacken des Bodens über das Saatgut kann Probleme mit der Entstehung des Sämlings verursachen.</li>
	<li>Gießen Sie die Samen in den Boden. Stellen Sie sicher, dass der Boden eingeweicht ist und die Samen nach dem Gießen unter dem Boden bleiben.</li>
	<li>Legen Sie die Pflanzen nach der Bewässerung in eine Wachstumskammer mit Tages- und Nachtumgebungen von 28/20 °C Temperatur bzw. 14/10 Hr Photoperioden bzw. ca. 500 mol/m2 sec   photosynthetisch aktive Strahlungen an der Spitze des Vordachs. Halten Sie die relative Luftfeuchtigkeit während des Tages und der Nacht bei ca. 70% bzw. 90%.</li>
	<li>Halten Sie alle Pflanzen in der gleichen Wachstumskammer, um eine Wachstumsumgebung zu erhalten, die über das Experiment kongruent ist.</li>
	<li>Nach 10 Tagen, entfernen Sie die Pflanzen aus der Wachstumskammer und impfen Sie die Pflanzen mit der U. Maydis Zellsuspensionskultur mit einer NadelinjektionImpfmethode. Hinweis: Maispflanzen können 7 Tage nach der Pflanzung geimpft werden8-10. Allerdings sind die Teosintenpflanzen nach 7 Tagen zu klein. Daher impfen Sie sowohl Mais- als auch Teosintenpflanzen 10 Tage nach der Pflanzung für Konsistenz innerhalb des Experiments (siehe Schritt 2.12).</li>
</ol>2. Nadelinjektionsimpfung
<ol><li>Arbeiten Sie alle in einer laminaren Durchflusshaube. Entfernen U. Maydis Glycerin Bestände aus Gefriertruhen Lagerung. Verwenden Sie eine sterile Schleife und Streifen Glycerin Bestände von U. Maydis Wild-Typ Stämme 1/2 (Paarung Typ a1b1) und 2/9 (Paarung Typ a2b2, nahe isogen bis 1/2) auf Kartoffel dextrose Agar (PDA) Platten. Pflegen Sie Stämme separat.</li>
	<li>PDA-Platten mit U. Maydis zwei Tage lang in einen 30 °C-Inkubator stellen. Bei Verwendung eines anderen biotrophen Erregers verwenden Sie die entsprechenden Stamm-, Medien- und Wachstumsbedingungen. Überwachen Sie das Wachstum des Erregers über den Zeitraum von zwei Tagen, um sicherzustellen, dass der U. Maydis-Stamm gut wächst.</li>
	<li>Entfernen Sie die PDA-Platten nach zwei Tagen aus dem Inkubator. Die Platten sollten ein gutes Pathogenwachstum haben und einzelne Kolonien enthalten (Abbildung 2A). Es ist wichtig, einzelne Kolonien zu erhalten. Wenn keine einzelnen Kolonien vorhanden sind, werden die Platten mit einer niedrigeren Konzentration umgestreift.</li>
	<li>Erledigen Sie die ganze Arbeit in einer laminaren Strömungshaube. Verwenden Sie einen sterilen Zahnstocher, um eine einzelne Kolonie für jeden Stamm aus den PDA-Platten auszuwählen. Legen Sie den Zahnstocher mit einer einzigen Kolonie in eine 3 ml Kartoffeldextrosebrühe (PDB). Es wird empfohlen, 2-3 Kulturen zu haben.</li>
	<li>Die 3 ml PDB-Kulturen zwei Tage lang bei 200 Umdrehungen pro Minute in einen 30 °C-Inkubator/Shaker geben. Überwachen Sie das Wachstum der Kultur während des zweitägigen Zeitraums, um das Wachstum der Kultur zu gewährleisten. Die Kultur sollte sehr wolkig erscheinen.</li>
	<li>Entfernen Sie die flüssigen Kulturen aus dem Inkubator/Shaker und messen Sie die Konzentration bei OD600, um sicherzustellen, dass die Zellen auf eine OD von 1,0 (ca. 1 x 107 Zellen/ml)17angebaut wurden.</li>
	<li>Bringen Sie die U. Maydis-Zellsuspensionskulturen auf eine Endkonzentration von 1 x 106 Zellen/ml, mit Wasser in einem endgültigen 30 ml Kulturvolumen. Diese Konzentration führt konsequent zu einer guten Infektion der Pflanzen mit der Pathogenzellsuspensionskultur. 17 
</li>
</ol>Hinweis: Bei Verwendung verschiedener Pathogenstämme sollten verschiedene Zellsuspensionskonzentrationen getestet werden, um den für die Impfung erforderlichen Zelltiter zu bestimmen18,19. Die gegebene Endkonzentration für die Zellsuspensionskultur kann als Ausgangspunkt für das Tittering verwendet werden. Die entsprechende Konzentration der Pathogenzellsuspensionskultur sollte durch Visualisierung der Pflanzenphänotypen mit guter Infektion überprüft werden (Abbildungen 3A-E).
<ol start="8"><li>Mischen Sie gleiche Volumina der beiden U. Maydis-Stämme vor der Impfung. Wenn Sie einen Krankheitserreger verwenden, fahren Sie mit Schritt 2.9 fort. Bereiten Sie frische U. Maydis-Zellsuspensionskulturen für jedes Impfexperiment vor und entsorgen Sie Zellsuspensionskulturen nach zwei Tagen.</li>
	<li>Für die experimentelle Nadelinjektionsimpfung eine 3 ml Spritze mit der Us-Zellsuspensionskultur füllen, indem Sie die Zellsuspensionskultur in die Spritze ziehen.</li>
	<li>Für die Steuernadelinjektionsimpfung eine 3 ml Spritze mit Wasser17füllen. Verwenden Sie das gleiche Verfahren für die experimentelle Nadelinjektionsimpfung.</li>
	<li>Befestigen Sie eine 0,457 mm x 1,3 cm hypodermische Nadel am Ende jeder 3 ml Spritze. Die gewählte Nadelgröße liefert die Zellsuspensionskultur zwischen den Pflanzenblättern mit minimalen Schäden am Pflanzengewebe.</li>
	<li>Entfernen Sie die Versuchs- und Kontrollpflanzen 10 Tage nach der Pflanzung in Vorbereitung auf Nadelinjektionsimpfungen(Abbildung 2B) (siehe Schritt 1.7).</li>
	<li>Setzen Sie die hypodermische Nadel mit der U. maydis-Zellsuspensionskultur vorsichtig in den Stamm einer Versuchspflanze in einem 90°-Winkel knapp über der Bodenlinie ein. Setzen Sie die Nadel ein, bis sie sich in der Mitte des Stiels befindet. Drücken Sie die Nadel nicht durch den Stiel (Abbildung 2C).</li>
	<li>Injizieren Sie die Versuchspflanze mit ca. 100 l der U. Maydis-Zellsuspensionskultur 18,19. Dies variiert je nach Höhe des Sämlings leicht. Die Zellsuspensionskultur wird durch den Stamm drücken und in den Wirbel der Pflanze bewegen. Die Zellsuspensionskultur wird im Wirbel der Pflanze sichtbar sein. In jede einzelne Pflanze spritzen Sie weiterhin 100 l der Zellsuspensionskultur, bis die 3 ml Spritze leer ist.</li>
	<li>Entfernen Sie nach der Injektion die Nadel vorsichtig aus dem Pflanzenstamm. Entfernen Sie die Nadel aus der nun leeren 3 ml Spritze und füllen Sie sie mit Wasser. Befestigen Sie die Nadel wieder an der Spritze und drücken Sie das Wasser durch die Nadel, um Pflanzengewebe zu entfernen, das in der Nadelspitze gefangen werden kann.</li>
	<li>Wiederholen Sie die Schritte 2.9-2.15 für jede Versuchspflanze. Folgen Sie dem gleichen Protokoll für die Kontrollanlagen, indem Sie Wasser injizieren.</li>
	<li>Legen Sie die geimpften Versuchs- und Kontrollpflanzen wieder in die Wachstumskammer. Gießen Sie die Pflanzen täglich, indem Sie den Boden und nicht das Pflanzengewebe benetzen.</li>
	<li>Überprüfen Sie die Pflanzen täglich, um die Entwicklung von Krankheitserregern und Pflanzenresistenzreaktionen zu erkennen.</li>
</ol>3. Widerstandsreaktions-Screening
<ol><li>Erfassen und erfassen Sie die Widerstandsreaktionen für jede Pflanze 7, 10, 14 und 21 Tage nach der Inokulation (dpi) mit einer Widerstandsreaktionsskala von 1 bis 5. Der Schweregrad der Erkrankung nimmt mit der Erhöhung der numerischen Werte auf der Bewertungsskala zu (Tabelle 2). A 1C (Blattchlorose), 1A (Blatt-Anthocyan-Produktion) oder 2 (kleine Blattgallen) Widerstandsreaktion zeigt Widerstand. A 3 (Stammgallen), 4 (Basalgalle) oder 5 (Pflanzentod) Widerstandsreaktion zeigt Anfälligkeit (Abbildungen 3A-E und Tabelle 2)18,19.</li>
	<li>Bewerten Sie sowohl Versuchs- als auch Kontrollpflanzen und zeichnen Sie Widerstandsreaktionswerte auf.</li>
	<li>Vergleichen Sie die Widerstandsreaktionen der Versuchs- und Kontrollanlagen. Wählen Sie Versuchspflanzen mit einer Widerstandsreaktionsbewertung von 1C, 1A oder 2 aus. Diese Pflanzen gelten als resistent gegen U. maydis18,19.</li>
	<li>Wiederholen Sie das gesamte Experiment, um die Pflanzlichen Phänotypen zu verifizieren.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Smith, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crop+fungal+resistance+developed+using+genetic+engineering+and+antifungal+proteins+from+viruses.">Crop fungal resistance developed using genetic engineering and antifungal proteins from viruses.</a> , (2011).</li><li>Sher, A. F., MacNab, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vegetable diseases and their control. , 223-226 (1986).</li><li>Crepet, W. L., Feldman, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+earliest+remains+of+grasses+in+the+fossil+record.">The earliest remains of grasses in the fossil record.</a> Am. J. Bot. 78, 1010-1014 (1991).</li><li>Iltis, H. H., Scoderstrom, T. R., Hilu, K. W., Campbell, C. 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Genet. 6, 274-283 (1991).</li><li>Brachmann, A., Weinzierl, G., Kamper, J., Kahmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+genes+in+the+bW/bE+regulatory+cascade+in+Ustilago+maydis.">Identification of genes in the bW/bE regulatory cascade in Ustilago maydis.</a> Mol. Microbiol. 42, 1047-1063 (2001).</li><li>Christensen, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corn+smut+caused+by+Ustilago+maydis.+Monograph+number+2.">Corn smut caused by Ustilago maydis. Monograph number 2.</a> , (1963).</li><li>Skibbe, D. S., Doehlemann, G., Fernandes, J., Walbot, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maize+tumors+caused+by+Ustilago+maydis+require+organ-specific+genes+in+host+and+pathogen.">Maize tumors caused by Ustilago maydis require organ-specific genes in host and pathogen.</a> Sci.. 328, 89-92 (2010).</li><li>Kamper, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+from+the+genome+of+the+biotrophic+fungal+plant+pathogen+Ustilago+maydis.">Insights from the genome of the biotrophic fungal plant pathogen Ustilago maydis.</a> Nature. 444, 97-101 (2006).</li><li>Allen, A., Kaur, J., Gold, S., Shah, D., Smith, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenic+maize+plants+expressing+the+Totivirus+antifungal+protein,+KP4,+are+highly+resistant+to+corn+smut.">Transgenic maize plants expressing the Totivirus antifungal protein, KP4, are highly resistant to corn smut.</a> Plant Biotechnol. J. 8, 857-864 (2011).</li><li>Gold, S. E., Brogdon, S. M., Mayorga, M. E., Kronstad, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Ustilago+maydis+regulatory+subunit+of+a+cAMP-Dependent+protein+kinase+is+required+for+gall+formation+in+maize.">The Ustilago maydis regulatory subunit of a cAMP-Dependent protein kinase is required for gall formation in maize.</a> , (1997).</li><li>Gold, S. E., Kronstad, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disruption+of+two+chitin+syn-+thase+genes+in+the+phytopathogenic+fungus+Ustilago+maydis.">Disruption of two chitin syn- thase genes in the phytopathogenic fungus Ustilago maydis.</a> Mol. Microbiol. 11, 897-902 (1994).</li><li>Brefort, T., Doehlemann, G., Mendoza-Mendoza, A., Reissmann, S., Djamei, A., Kahmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ustilago+maydis+as+a+Pathogen.">Ustilago maydis as a Pathogen.</a> Annu. Rev. Phytopathol. 47, 423-445 (2005).</li><li>Doehlemann, G., Wahl, R., Vranes, M., de Vries, R., K&#228;mper, J., Kahmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishment+of+compatibility+in+the+Ustilago+maydis/maize+pathosystems.">Establishment of compatibility in the Ustilago maydis/maize pathosystems.</a> J. Plant Physiol. 165, 29-40 (2008).</li><li>Reineke, G., Heinze, B., Schirawski, J., Buettner, H., Kahmann, R., Base, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indole-3-acetic+acid+(IAA)+biosynthesis+in+the+smut+fungus+Ustilago+maydis+and+its+relevance+for+increased+IAA+levels+in+infected+tissue+and+host+tumor+formation.">Indole-3-acetic acid (IAA) biosynthesis in the smut fungus Ustilago maydis and its relevance for increased IAA levels in infected tissue and host tumor formation.</a> Mol. Plant Pathol. 9, 339-355 (2008).</li><li>Mart&#237;nez-Espinoza, A., Garc&#237;a-Pedrajas, M. D., Gold, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Ustilaginales+as+Plant+Pests+and+Model+Systems.">The Ustilaginales as Plant Pests and Model Systems.</a> Fungal Genet. Biol. 35, 1-20 (2002).</li><li>Banuett, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+Ustilago+maydis,+a+fungal+pathogen+that+induces+tumors+in+maize.">Genetics of Ustilago maydis, a fungal pathogen that induces tumors in maize.</a> Annu. Rev. Genet. 29, 179-208 (1995).</li><li>Keen, N. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+century+of+plant+pathology:+a+retrospective+view+on+understanding+host-parasite+interactions.">A century of plant pathology: a retrospective view on understanding host-parasite interactions.</a> Annu. Rev. Phytopathol. 38, 31-48 (2000).</li></ol>

Autoren haben nichts zu verraten.

In dieser Studie war die Nadelinjektionsimpfungsmethode, mit der ein Stamm von U. Maydis in den Stamm von 700 Mais- und Teosintenpflanzen geliefert wurde, erfolgreich. Zusätzlich wurde eine überarbeitete Seuchenresistenz-Bewertungsskala verwendet, um die Pflanzen zu untersuchen und die Entwicklung von Krankheitserregern zu erkennen. Als Ergebnis der Verwendung beider Methoden wurden Pflanzenlinien, die gegen U. Maydis resistent sind, unter 700 Mais- und Teosintenpflanzen identifiziert, die nun kombini...

Pilzkrankheiten von Pflanzen stellen eine der größten Bedrohungen für die Landwirtschaft dar. Die Notwendigkeit, Kulturen mit verbesserter Krankheitsresistenz zu entwickeln, steigt aufgrund des Nahrungsmittelbedarfs einer wachsenden Weltbevölkerung. Pflanzenpathogene infizieren natürlich Pflanzen auf dem Feld und verursachen Krankheiten, die sich negativ auf den Ernteertrag auswirken6. Es hat sich gezeigt, dass die Identifizierung und Verwendung resistenter Pflanzen die Resistenz verbessern und den Ertragsverlust verringern kann. Resistente Sorten wurden in vielen Pflanzenarten wie Mais, Weizen, Reis und Sorghum identifiziert, indem die Pflanzen mit einem Pflanzenpathogen impfen und für resistente Linien7ausgewählt wurden. Daher würde die Entwicklung und Verwendung einer effizienten Impfmethode es ermöglichen, viele Pflanzen zu impfen und auf Resistenzen zu überprüfen. Verschiedene Impfmethoden wurden verwendet, einschließlich Tauchimpfung, Pipettierung der Pathogenzellsuspensionskultur in den Wirbel der Pflanze, und Nadelinjektionsimpfung8-11. Bei jeder Methode muss der Erreger zuverlässig zwischen den Pflanzenblättern eingeschleppt werden, wo der Erreger durch die Bildung von Appresorie in die Pflanze gelangt, um die Entwicklung von Krankheitserregern und eine Pflanzeninfektion zu gewährleisten12,13.
Die Dip-Impfmethode beinhaltet das Eintauchen einer Pflanzensämling in eine Pathogenzellsuspensionskultur, während die Pipettiermethode erfordert, die Krankheitserregern-Zellsuspensionskultur in den Wirbel des Pflanzensämlings zu legen. Es gibt jedoch Probleme mit beiden Methoden. Erstens hängen beide Methoden von der natürlichen Bewegung des Erregers von der Blattoberfläche in das sehr variabel emittische Gewebe ab. Die meisten Krankheitserreger gelangen auf natürliche Weise durch stomataale Öffnungen oder Wunden auf der Pflanzenblattoberfläche in die Pflanze. Es gibt jedoch erhebliche Variabilität in der Fähigkeit der Krankheitserreger, die Pflanzenblattoberfläche durch die Stomata und/oder Wunden auf der Blattoberfläche zu durchdringen. Daher kann die Durchdringung von Krankheitserregern nicht mit einer der beiden Impfmethoden kontrolliert werden, die möglicherweise zu inkonsistenten Daten führen. Zweitens kann das Eintauchen der Sämlinge in eine Pathogenzellsuspensionskultur zeitaufwändig sein und die Anzahl der Pflanzen begrenzen, die gesiebelt werden können. Umgekehrt liefert das hier beschriebene Nadelinjektionsimpfungsprotokoll die Pathogenzellsuspensionskultur zwischen den Pflanzenblättern, die die Bildung von Appressadeia14erleichtert. Der Erreger nutzt dann die neu entwickelte Appressade, um in die Pflanze einzudringen, um das Problem der Pathogenpenetration zu beseitigen. Zusätzlich bietet das Nadelinjektions-Impfprotokoll eine Reihe von Phänotypen für Mais- und Teosintenpflanzen, die mit U. Maydis geimpft wurden und eine gute Infektion nachweisen. Die Phänotypen können als Marker verwendet werden, um die beste Konzentration für die Pathogenzellsuspensionskultur zu bestimmen, was zu konsistenten pflanzenphänotypen innerhalb und zwischen verschiedenen Experimenten führt.
Nach der Pflanzenimpfung mit einer Pathogenzellsuspensionskultur werden Pflanzen in der Regel gesiescreent, um einen resistenten oder anfälligen Phänotyp8-11,15zu erkennen. Während Krankheitsbewertungsskalen ausgiebig verwendet wurden, um Pflanzenphänotypen zu untersuchen und zu klassifizieren, unterscheiden sich die Bewertungsskalen je nach analysiertem Erreger. Daher kann eine Krankheitsbewertungsskala Protokoll Einrichtung für U. Maydis und Mais Wechselwirkungen für ähnliche Pilzerreger verwendet werden16.
Die vorliegende Reihe von Protokollen beschreibt die Nadelinjektionsimpfung mit einer U. Maydis-Zellsuspensionskultur und dem Krankheitsresistenz-Reaktionsscreening von Mais-, Teosinat- und Mais x Teosinte-Introgressionslinien. Die vorliegenden Protokolle beschränken sich nicht auf die Nadelinjektionsimpfung von U. maydis in Maispflanzen, sondern können für relativ alle Pilzpathogene und Pflanzenarten verwendet werden. Daher wird die Einbeziehung der Einzelheiten beider Methoden in ein und demselben Protokoll es den Forschern ermöglichen, die Protokolle für die Impfung und das Screening direkt zu nutzen oder die ursprünglichen Protokolle zu manipulieren, um den Pathogen und die Pflanzenarten besser in das Interesse von Pflanzen zu passen.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Seed for plants</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Collected from original crosses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Growth chamber</td>
			<td>Conviron</td>
			<td>PGR14 REACH-IN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planting flats</td>
			<td>Hummert International</td>
			<td>14-3385-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil (3 parts pine bark; 1 part peat moss with perlite)</td>
			<td>Hummert International</td>
			<td>10-1059-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminar flow hood</td>
			<td>Lab Conoco</td>
			<td>70875372</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol stock of pathogen (U. maydis) or fungal pathogen of interest</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Stocks were grown from original culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile loop</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S17356A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potato dextrose agar (PDA) plates</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>R454311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator set to 30 &#176;C</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>11-690-650F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile toothpicks</td>
			<td>Walmart</td>
			<td></td>
			<td>Purchased from Walmart and sterilized by autoclave</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potato dextrose broth (PDB)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>ICN1008617</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator-shaker set to 30 &#176;C</td>
			<td>New Brunswick</td>
			<td>14-278-179</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrophotometer</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>4001000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>U. maydis&#160;cell suspension culture (1 x 106 cells/ml)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Grown from glycerol stock as described in the methods</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 ml Syringes</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309606</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>.457 mm x 1.3 cm Hypodermic needles</td>
			<td>Kendall Brands</td>
			<td>8881250321</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a rapid and efficient method for assessing pathogenicity of ustilago maydis on maize and teosinte lines

Mais ist eine wichtige Getreidepflanze weltweit. Die Anfälligkeit für biotrophe Krankheitserreger ist jedoch die haupthindernis für die Steigerung der Produktivität. U. maydis ist ein biotropher Pilzerreger und der Erreger von Maiskot auf Mais. Diese Krankheit ist verantwortlich für erhebliche Ertragsverluste von etwa 1,0 Milliarden US-Dollar jährlich in den USA1 Mehrere Methoden einschließlich Fruchtfolge, Fungizid-Anwendung und Saatgut-Behandlungen werden derzeit verwendet, um Mais-Schmutz2zu kontrollieren. Der Wirtswiderstand ist jedoch die einzige praktische Methode zur Verwaltung des Maisschmutzes. Die Identifizierung von Kulturpflanzen wie Mais, Weizen und Reis, die gegen verschiedene biotrophe Krankheitserreger resistent sind, hat die Ertragsverluste jährlichum 3-5deutlich verringert. Daher würde die Verwendung einer Pathogen-Impfungsmethode, die den Erreger effizient und reproduzierbar zwischen den Pflanzenblättern liefert, die schnelle Identifizierung von Maislinien erleichtern, die gegen U. maydisresistent sind. Als ein erster Schritt zur Indentifizierung von Maislinien, die gegen U. Maydisresistent sind, wurde eine Nadelinjektionsimpfungsmethode und ein Resistenzreaktionsscreening-Verfahren verwendet, um Mais-, Teosinten- und Maisx-Teosinten-Introgressionslinien mit einem U.-Maydis-Stamm zu impfen und resistente Pflanzen auszuwählen.
Mais, Teosinte und Mais x Teosinte-Introgressionslinien, bestehend aus etwa 700 Pflanzen, wurden gepflanzt, mit einem Stamm von U. Maydisgeimpft und auf Widerstand gescreent. Die Impf- und Screening-Methoden identifizierten erfolgreich drei Teosintenlinien, die gegen U. maydisresistent sind. Hier wird ein detailliertes Nadelinjektions-Inokulations- und Resistenzreaktions-Screening-Protokoll für Mais-, Teosinat- und Mais x Teosinte-Introgressionslinien vorgestellt. Diese Studie zeigt, dass Nadelinjektionsimpfung ein unschätzbares Werkzeug in der Landwirtschaft ist, das U. Maydis zwischen den Pflanzenblättern effizient liefern kann und Pflanzenlinien zur Verfügung gestellt hat, die gegen U. Maydis resistent sind, die nun kombiniert und in Zuchtprogrammen zur Verbesserung der Krankheitsresistenz getestet werden können.

Eine erfolgreiche Nadelinjektionsimpfung kann durch Visualisierung des Phänotyps der mit U. maydis (experimentell) geimpften Pflanzen bestimmt werden. Die meisten Versuchspflanzen waren anfällig für U. Maydis-Infektionen. Die anfälligen Pflanzen zeigten eine sehr schwere Krankheitsentwicklung, die durch Stamm- und Basalgallenbildung mit schwarzen Teliosporen nachgewiesen wurde (Abbildungen 3D und 3E, Tabelle 2). Mehrere Pflanzen waren nach der Impfu...

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A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

Die Verwendung einer Nadelinjektionsmethode zur Inokulation von Mais- und Teosintenpflanzen mit dem biotrophen Erreger Ustilago maydis wird beschrieben. Die Nadelinjektionsimpfung erleichtert die kontrollierte Abgabe des Pilzerregers zwischen den Pflanzenblättern, wo der Erreger durch die Bildung von Appresorie in die Pflanze gelangt. Diese Methode ist hocheffizient und ermöglicht reproduzierbare Impfungen mit U. maydis.

Eine schnelle und effiziente Methode zur Beurteilung der Pathogenität von Ustilago-Maydis auf Mais- und Teosintenlinien

Maize is a major cereal crop worldwide. However, susceptibility to biotrophic pathogens is the primary constraint to increasing productivity. U. maydis is ...

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Research

JoVE Journal

Environment

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

8.4K Aufrufe.  University of Georgia. Die Verwendung einer Nadelinjektionsmethode zur Inokulation von Mais- und Teosintenpflanzen mit dem biotrophen Erreger Ustilago maydis wird beschrieben. Die Nadelinjektionsimpfung erleichtert die kontrollierte Abgabe des Pilzerregers zwischen den Pflanzenblättern, wo der Erreger durch die Bildung von Appresorie in die Pflanze gelangt. Diese Methode ist hocheffizient und ermöglicht reproduzierbare Impfungen mit U. maydis.

Serie: A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. Unfortunately, traditional benthic larval sampling methods, such as the dip-net, can be time-consuming and expensive. An alternative protocol involves collection of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Chironomidae is a species-rich family of flies (Diptera) whose immature stages typically occur in aquatic habitats. Adult chironomids emerge from the water, leaving their pupal skins, or exuviae, floating on the water&#8217;s surface. Exuviae often accumulate along banks or behind obstructions by action of the wind or water current, where they can be collected to assess chironomid diversity and richness. Chironomids can be used as important biological indicators, since some species are more tolerant to pollution than others. Therefore, the relative abundance and species composition of collected SFPE reflect changes in water quality. Here, methods associated with field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of chironomid SFPE are described in detail. Advantages of the SFPE method include minimal disturbance at a sampling area, efficient and economical sample collection and laboratory processing, ease of identification, applicability in nearly all aquatic environments, and a potentially more sensitive measure of ecosystem stress. Limitations include the inability to determine larval microhabitat use and inability to identify pupal exuviae to species if they have not been associated with adult males.

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrates are often used to monitor and assess water quality. An efficient protocol involves collections of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Here, techniques for field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of Chironomidae SFPE are described.

Die Nutzung Chironomidae (Diptera) Oberflächenschwimm Pupal Exuviae als schnelle Bioassessment Protokoll für die Wasserkörper

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

Forschung

Umwelt

The Use of an Automated System (GreenFeed) to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

Ruminant animals (domesticated or wild) emit methane (CH4) through enteric fermentation in their digestive tract and from decomposition of manure during storage. These processes are the major sources of greenhouse gas (GHG) emissions from animal production systems. Techniques for measuring enteric CH4 vary from direct measurements (respiration chambers, which are highly accurate, but with limited applicability) to various indirect methods (sniffers, laser technology, which are practical, but with variable accuracy). The sulfur hexafluoride (SF6)&#160;tracer gas method is commonly used to measure enteric CH4 production by animal scientists and more recently, application of an Automated Head-Chamber System (AHCS) (GreenFeed, C-Lock, Inc., Rapid City, SD), which is the focus of this experiment, has been growing. AHCS is an automated system to monitor CH4 and carbon dioxide (CO2) mass fluxes from the breath of ruminant animals. In a typical AHCS operation, small quantities of baiting feed are dispensed to individual animals to lure them to AHCS multiple times daily. As the animal visits AHCS, a fan system pulls air past the animal&#8217;s muzzle into an intake manifold, and through an air collection pipe where continuous airflow rates are measured. A sub-sample of air is pumped out of the pipe into non-dispersive infra-red sensors for continuous measurement of CH4 and CO2 concentrations. Field comparisons of AHCS to respiration chambers or SF6 have demonstrated that AHCS produces repeatable and accurate CH4 emission results, provided that animal visits to AHCS are sufficient so emission estimates are representative of the diurnal rhythm of rumen gas production. Here, we demonstrate the use of AHCS to measure CO2 and CH4 fluxes from dairy cows given a control diet or a diet supplemented with technical-grade cashew nut shell liquid.

The Use of an Automated System GreenFeed to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

Accuracy and precision of the techniques used to measure methane emissions from ruminant animals are critically important for the success of greenhouse gas mitigation efforts. This manuscript describes the principles and operation of an automated system to monitor methane and carbon dioxide mass fluxes from the breath of ruminant animals.

Die Verwendung eines automatisierten Systems (GreenFeed) bis Enteric Methan und der Kohlendioxidemissionen von Wiederkäuern Überwachen

Ruminant animals (domesticated or wild) emit methane (CH4) through enteric fermentation in their digestive tract and from decomposition of manure during ...

Administering and Detecting Protein Marks on Arthropods for Dispersal Research

Monitoring arthropod movement is often required to better understand associated population dynamics, dispersal patterns, host plant preferences, and other ecological interactions. Arthropods are usually tracked in nature by tagging them with a unique mark and then re-collecting them over time and space to determine their dispersal capabilities. In addition to actual physical tags, such as colored dust or paint, various types of proteins have proven very effective for marking arthropods for ecological research. Proteins can be administered internally and/or externally. The proteins can then be detected on recaptured arthropods with a protein-specific enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Here we describe protocols for externally and internally tagging arthropods with protein. Two simple experimental examples are demonstrated: (1) an internal protein mark introduced to an insect by providing a protein-enriched diet and (2) an external protein mark topically applied to an insect using a medical nebulizer. We then relate a step-by-step guide of the sandwich and indirect ELISA methods used to detect protein marks on the insects. In this demonstration, various aspects of the acquisition and detection of protein markers on arthropods for mark-release-recapture, mark-capture, and self-mark-capture types of research are discussed, along with the various ways that the immunomarking procedure has been adapted to suit a wide variety of research objectives.

Proteins are often used to mark arthropods for dispersal research. Methods for administering internal and external protein marks on arthropods are demonstrated. Protein mark detection techniques, either through indirect or sandwich enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs), are also illustrated.

Verwaltung und Nachweis von Protein-Kennzeichen auf Arthropoden für Dispersal Forschung

Monitoring arthropod movement is often required to better understand associated population dynamics, dispersal patterns, host plant preferences, and other ...

Reliable Method for Assessing Seed Germination, Dormancy, and Mortality under Field Conditions

We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester fabric and glue can be folded and glued to construct a strip of compartments that house seeds and identifying information, while allowing contact with soil leachate, water, microorganisms, and ambient temperature. Strips may be constructed with a wide range of compartment numbers and sizes and allow the researcher to house a variety of genotypes within a single species, different species, or seeds that have experienced different treatments. As opposed to individual seed packets, strips are more easily retrieved as a unit. While replicate packets can be included within a strip, different strips can act as blocks or can be retrieved at different times for observation of seed behavior over time. We used a high temperature glue gun to delineate compartments and sealed the strips once the seed and tags identifying block and removal times were inserted. The seed strips were then buried in the field at the desired depth, with the location marked for later removal. Burrowing animal predators were effectively excluded by use of a covering of metal mesh hardware cloth on the soil surface. After the selected time interval for burial, strips were dug up and seeds were assessed for germination, dormancy and mortality. While clearly dead seeds can often be distinguished from ungerminated living ones by eye, dormant seeds were conclusively identified using a standard Tetrazolium chloride colorimetric test for seed viability.

Here we present a protocol for assessing seed survivorship, germination and dormancy under field conditions using buried, labeled seed strips and tetrazolium chloride (TZ) viability testing.

Zuverlässige Methode zur Beurteilung der Samenkeimung Dormanz und Mortalität unter Feldbedingungen

We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester ...

Protocol for Assessing the Relative Effects of Environment and Genetics on Antler and Body Growth for a Long-lived Cervid

Cervid phenotype can be placed into one of two categories: efficiency, which promotes survival over extravagant morphometric growth, and luxury, which promotes growth of large weaponry and body size. Populations of the same species display each phenotype depending on environmental conditions. Although antler and body size of male white-tailed deer (Odocoileus virginianus) varies by physiographic region in Mississippi, USA and is strongly correlated with regional variation in nutritional quality, the effects of population-level genetics from native stocks and previous re-stocking efforts cannot be disregarded. This protocol describes how we designed a controlled study, where other factors that influence phenotype, such as age and nutrition, are controlled. We brought wild-caught pregnant females and six-month-old fawns from three distinct physiographic regions in Mississippi, USA to the Mississippi State University Rusty Dawkins Memorial Deer Unit. Deer from the same region were bred to produce a second generation of offspring, allowing us to assess generational responses and maternal effects. All deer ate the same high-quality (20% crude protein deer pellet) diet ad libitum. We uniquely marked each neonate and recorded body mass, hind foot, and total body length. Each subsequent fall, we sedated individuals via remote injection and sampled the same morphometrics plus antlers of adults. We found that all morphometrics increased in size from first to second generation, with full compensation of antler size (regional variation no longer present) and partial compensation of body mass (some evidence of regional variation) evident in the second generation. Second generation males that originated from our poorest quality soil region displayed about a 40% increase in antler size and about a 25% increase in body mass when compared to their wild harvested counterparts. Our results suggest phenotypic variation of wild male white-tailed deer in Mississippi are more related to differences in nutritional quality than population-level genetics.

Phenotypic differences among cervid populations may be related to population-level genetics or nutrition; discerning which is difficult in the wild. This protocol describes how we designed a controlled study where nutritional variation was eliminated. We found that phenotypic variation of male white-tailed deer was more limited by nutrition than genetics.

Protokoll für die Beurteilung der relativen Auswirkungen von Umwelt und Genetik auf Geweih und Körperwachstum für eine langlebige Cervid

Cervid phenotype can be placed into one of two categories: efficiency, which promotes survival over extravagant morphometric growth, and luxury, which ...

Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

Dimethylated thioarsenicals such as dimethylmonothioarsinic acid (DMMTAV) and dimethyldithioarsinic acid (DMDTAV), which are produced by the metabolic pathway of dimethylarsinic acid (DMAV) thiolation, have been recently found in the environment as well as human organs. DMMTAV and DMDTAV can be quantified to determine the ecological effects of dimethylated thioarsenicals and their stability in environmental media. The synthesis method for these compounds is unstandardized, making replicating previous studies challenging. Furthermore, there is a lack of information about storage techniques, including storage of compounds without species transformation. Moreover, because only limited information about synthesis methods is available, there may be experimental difficulties in synthesizing standard chemicals and performing quantitative analysis. The protocol presented herein provides a practically modified synthesis method for the dimethylated thioarsenicals, DMMTAV and DMDTAV, and will help in the quantification of species separation analysis using high performance liquid chromatography in conjunction with inductively coupled plasma mass spectrometry (HPLC-ICP-MS). The experimental steps of this procedure were modified by focusing on the preparation of chemical reagents, filtration methods, and storage.

Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

This article presents modified experimental protocols for dimethylmonothioarsinic acid (DMMTAV) and dimethyldithioarsinic acid (DMDTAV) synthesis, inducing dimethylarsinic acid (DMAV) thiolation through mixing of DMAV, Na2S, and H2SO4. The modified protocol provides an experimental guideline, thereby overcoming limitations of the synthesis steps that could have caused experimental failures in quantitative analysis.

Vorbereitung des DMMTAV und DMDTAV mit DMAV für Umweltanwendungen: Synthese, Reinigung und Bestätigung

Dimethylated thioarsenicals such as dimethylmonothioarsinic acid (DMMTAV) and dimethyldithioarsinic acid (DMDTAV), which are produced by the metabolic ...

The Hawaii Protocol for Scientific Monitoring of Coffee Berry Borer: a Model for Coffee Agroecosystems Worldwide

Coffee berry borer (CBB) is the most devastating insect pest for coffee crops worldwide. We developed a scientific monitoring protocol that is aimed at capturing and quantifying the dynamics and impact of this invasive insect pest as well as the development of its host plant across a heterogeneous landscape. The cornerstone of this comprehensive monitoring system is timely georeferenced data collection on CBB movement, coffee berry infestation, mortality by the fungus Beauveria bassiana, and coffee plant phenology via a mobile electronic data recording application. This electronic data collection system allows field records to be georeferenced through built-in global positioning systems, and is backed by a network of weather stations and records of farm management practices. Comprehensive monitoring of CBB and host plant dynamics is an essential part of an area-wide project in Hawaii to aggregate landscape-level data for research to improve management practices. Coffee agroecosystems in other parts of the world that experience highly variable environmental and socioeconomic factors will also benefit from implementing this protocol, in that it will drive the development of customized integrated pest management (IPM) to manage CBB populations.

Comprehensive monitoring of coffee berry borer and host plant dynamics is essential for aggregating landscape-level data to improve management of this invasive pest. Here, we present a protocol for scientific monitoring of coffee berry borer movement, infestation, mortality, coffee plant phenology, weather, and farm management via a mobile electronic data recording application.

Das Hawaii-Protokoll für die wissenschaftliche Begleitung des Kaffee Berry Borer: ein Modell für Kaffee Agrarökosystemen weltweit

Coffee berry borer (CBB) is the most devastating insect pest for coffee crops worldwide. We developed a scientific monitoring protocol that is aimed at ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for assessing plant responses to chemicals and other substances of interest is presented. This system is highly efficient in obtaining homogeneous and healthy seedlings of the C3 and C4 model species Arabidopsis thaliana and Setaria viridis, respectively. The sterile cultivation avoids algae and microorganism contamination, which are known limiting factors for plant normal growth and development in hydroponics. In addition, this system is scalable, enabling the harvest of plant material on a large scale with minor mechanical damage, as well as the harvest of individual parts of a plant if desired. A detailed protocol demonstrating that this system has an easy and low-cost assembly, as it uses pipette racks as the main platform for growing plants, is provided. The feasibility of this system was validated using Arabidopsis seedlings to assess the effect of the drug AZD-8055, a chemical inhibitor of the target of rapamycin (TOR) kinase. TOR inhibition was efficiently detected as early as 30 min after an AZD-8055 treatment in roots and shoots. Furthermore, AZD-8055-treated plants displayed the expected starch-excess phenotype. We proposed this hydroponic system as an ideal method for plant researchers aiming to monitor the action of plant inducers or inhibitors, as well as to assess metabolic fluxes using isotope-labeling compounds which, in general, requires the use of expensive reagents.

A simple, versatile, and low-cost in vitro hydroponic system was successfully optimized, enabling large-scale experiments under sterile conditions. This system facilitates the application of chemicals in a solution and their efficient absorption by roots for molecular, biochemical, and physiological studies.

Eine Flexible Low-Cost-Hydrokultur-System für die Bewertung der Pflanze Antworten auf kleine Moleküle unter sterilen Bedingungen

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.)

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole grain composition and processing characteristics vary among maize hybrids and can impact the quality of the final processed product. Therefore, in order to produce healthier processed food products from maize, it is necessary to know how to optimize processing parameters for particular sets of germplasm to account for these differences in grain composition and processing characteristics. This includes a better understanding of how current processing techniques impact the nutritional quality of the final processed food product. Here, we describe a microscale protocol that both simulates the processing pipeline to produce cornflakes from large flaking grits and allows for the processing of multiple grain samples simultaneously. The flaking grits, the intermediate processed products, or final processed product, as well as the corn grain itself, can be analyzed for nutritional content as part of a high-throughput analytical pipeline. This procedure was developed specifically for incorporation into a maize breeding research program, and it can be modified for other grain crops. We provide an example of the analysis of insoluble-bound ferulic acid and p-coumaric acid content in maize. Samples were taken at five different processing stages. We demonstrate that sampling can take place at multiple stages during microscale processing, that the processing technique can be utilized in the context of a specialized maize breeding program, and that, in our example, most of the nutritional content was lost during food product processing.

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L.

Here, we present a microscale protocol for processing grain samples and for incorporating this microscale approach into a high-throughput analytical pipeline. This is a higher throughput adaptation of currently available protocols.

Hochdurchsatz-Microscale Protokoll für die Analyse der Verarbeitungsparameter und ernährungsphysiologischen Eigenschaften in Mais (Zea Mays L.)

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on collecting various sized particulate matter (PM) retained on leaf surfaces. We further characterized the retention efficiency of leaves to various sized PM, which will help to assess the abilities of urban trees to remove PM from ambient air quantitatively. 
Taking three broadleaf tree species (Ginkgo biloba, Sophora japonica, and Salix babylonica) and two needleleaf tree species (Pinus tabuliformis and Sabina chinensis) as the research objects, leaf samples were collected 4 days (short PM retention period) and 14 days (long PM retention period) after the latest rainfall. PM retained on the leaf surfaces was collected by means of WC, BC, and UC in sequence. Then, retention efficiencies of leaves (AEleaf) to three types of the various sized PM, including easily removable PM (ERP), difficult-to-remove PM (DRP), and totally removable PM (TRP), were calculated. Only around 23%-45% of the total PM retained on leaves could be cleaned off and collected by WC. When the leaves were cleaned through WC+BC, the underestimation of the PM retention capacity of different tree species was in the range of 29%-46% for various sized PM. Almost all PM retained on leaves could be removed if UC was supplemented to WC+BC. 
In conclusion, if the UC was complemented after the conventional cleaning methods, more PM on leaf surfaces could be eluted and collected. The procedure developed in this study can be used for assessing the PM removal abilities of different tree species.

The ultrasonic cleaning method was applied to elute the particulate matter (PM) retained on leaf surfaces after PM was eluted by the conventional cleaning methods (water cleaning only or water cleaning plus brush cleaning). The methodology can help to improve the estimation accuracy for PM retention capacity of leaves.

Beurteilung der Feinstaub entfernen Fähigkeiten des Baumes Blätter

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...