Визуализация ранних очагов заражения рисовой бластной болезнью (Magnaporthe oryzae) на ячмене (Hordeum vulgare) с помощью базового микроскопа и смартфона

Резюме

Это простой протокол анализа оболочки листьев ячменя с использованием минимального количества реагентов и обычного лабораторного оборудования (включая базовый смартфон). Цель состоит в том, чтобы визуализировать ранний инфекционный процесс бластной болезни в лабораториях без доступа к передовому микроскопическому оборудованию.

Аннотация

Понимание того, как взаимодействуют растения и патогены, и приводит ли это взаимодействие к защите или болезни, необходимо для разработки более сильных и устойчивых стратегий для здоровья растений. Достижения в методах, которые более эффективно визуализируют образцы патогенов растений во время инфекции и колонизации, привели к появлению таких инструментов, как анализ оболочки рисовых листьев, который был полезен для мониторинга инфекции и ранних событий колонизации между рисом и грибковым патогеном Magnaporthe oryzae. Этот полубиотрофный патоген вызывает серьезную потерю болезней у риса и родственных однодольных растений, включая просо, рожь, ячмень и, в последнее время, пшеницу. Анализ оболочки листа при правильном выполнении дает оптически прозрачный срез растения толщиной в несколько слоев, что позволяет исследователям выполнять визуализацию живых клеток во время атаки патогена или генерировать фиксированные образцы, окрашенные по определенным признакам. Детальные клеточные исследования взаимодействия ячменя и M. oryzae отстают от таковых у рисового хозяина, несмотря на растущее значение этого зерна в качестве источника пищи для животных и людей и в качестве ферментированных напитков. Здесь сообщается о разработке анализа оболочки листьев ячменя для сложных исследований взаимодействий M. oryzae в течение первых 48 часов после инокуляции. Проба листового влагалища, независимо от того, какой вид изучается, деликатна; Предоставляется протокол, который охватывает все, от условий роста ячменя и получения листовой оболочки до инокуляции, инкубации и визуализации патогена на листьях растений. Этот протокол может быть оптимизирован для высокопроизводительного скрининга с использованием чего-то столь же простого, как смартфон для целей визуализации.

Введение

Magnaporthe oryzae, рисовый гриб, поражает ряд зерновых культур, включая ячмень, пшеницу и рис¹. Этот патоген вызывает разрушительные болезни и представляет угрозу для этих ценных культур во всем мире, вызывая полную потерю урожая, если его не контролировать. Многие лаборатории по всему миру уделяют особое внимание болезни риса из-за ее глобальной угрозы и ее свойств в качестве отличной модели взаимодействия растений и грибов². Он был полностью секвенирован, и генетика его инфекционного цикла, особенно ранних событий, была установлена ^3,4. Жизненный цикл....

протокол

1. Подготовка экспериментальных материалов

1. Приготовьте овсяный агар (ОМА), смешав овсянку до получения мелкого порошка. Добавьте 25 г овсяного порошка и 15 г агара к 500 мл ddH₂O и автоклавируйте в цикле среды (в качестве альтернативы доведите до кипения в течение 20 минут). Разлейте среду в стерильные чашки Петри диаметром 60 мм.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Другие типы сред, вызывающие споруляцию, такие как агар V8, приемлемы для этого протокола.
2. Пластинчатый фильтр M. oryzae наносится непосредственно на пластины OMA с помощью стерильных щипцов и позволяет им покрыть всю пластину (9-12 дней). Поместите пластины в инкубатор ....

Результаты

Описание начального рабочего процесса для этого метода показано на рисунке 1. Оболочки были собраны с 14-дневных восприимчивых растений ячменя «Лейси» (H. vulgare). Конидии собирали из 10-дневных спорорасширяющих пластин M. oryzae OMA с конидиальной суспензией, приготовле.......

Обсуждение

Существует множество широко используемых анализов для тестирования штаммов M. oryzae, которые обеспечивают макроскопическое визуальное изображение совместимого или несовместимого ответа на инфекцию, такого как прививки спреем или воздушно-капельным способом, а также использовани?.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetic acid	Sigma-Aldrich	A6283
Cell phone	Google	Pixel 4A	Any smartphone with a rear facing camera that can be mounted in an a holder will suffice.
Cell phone Microscope adapter	Vankey	B01788LT3S	https://www.amazon.com/Vankey-Cellphone-Telescope-Binocular-Microscope/dp/B01788LT3S/ref=sr_1_2_sspa?keywords=vankey+cellphone+telescope+adapter+mount&qid=1662568182&sprefix= vankey+%2Caps%2C63&sr=8-2 -spons&psc=1&spLa=ZW5jcnlwd GVkUXVhbGlmaWVyPUFKNklBR jlCREJaMEcmZW5jcnlwdGVkSWQ 9QTA2MDMxNjhBRFYxQTMzNk9E M0YmZW5jcnlwdGVkQWRJZD1BM DQxMzAzOTMxNzI1TzE3M1ZGTEI md2lkZ2V0TmFtZT1zcF9hdGYmY WN0aW9uPWNsaWNrUmVkaXJlY3 QmZG9Ob3RMb2dDbGljaz10cnVl
Glycerol	Sigma-Aldrich	G5516
Microscope	AmScope	FM690TC	40x–2500x Trinocular upright epi-fluorescence microscope
Oatmeal old fashioned rolled oats	Quaker	N/A	https://www.amazon.com/Quaker-Oats-Old-Fashioned-Pack/dp/B00IIVBNK4/ref=asc_df_B00IIVBNK4/?tag=hyprod-20&linkCode=df0 &hvadid=312253390021&hvpos= &hvnetw=g&hvrand=98212627704 6839544&hvpone=&hvptwo=&hvq mt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint =&hvlocphy=9007494&hvtargid =pla-568492637928&psc=1
ProMix BX	ProMix	1038500RG
Rectangular coverglass	Corning	CLS2975245
Slides, microscope	Sigma-Aldrich	S8902
Stage micrometer	OMAX	A36CALM7	0.1 mm and 0.01 mm Microscope calibration slide
Trypan blue	Sigma-Aldrich	T6146