Name: a plate competition assay as a quick preliminary assessment of disease suppression
Uploaded: 2018-10-28T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Plate Competition Assay As a Quick Preliminary Assessment of Disease Suppression at JoVE.com

Den Vermont landbruket eksperiment stasjon konkurransedyktig Luke programmet VT-HO1609 finansiert forskning. Lynn Fang brukte metoden som en del av hennes M.S. avhandling ved University of Vermont6.

1. klargjør på forhånd
<ol><li>Master fungal kultur (test organisme)<ol>
<li>Bestill fra amerikansk Type kultur samlingen, mikrobiologi samling9, etter teleomorph Thanatephorus cucumeris (Frank) (ATCC 10154) eller MYA 4031.</li>
		<li>Alternativt: Samle lokale isolerer som gjort av forfatterne. Planter av røde reddik (Raphanus sativus) fungerer godt som et agn anlegg; samle jord fra en kjent for å ha en historie av demping-off eller root råte forårsaket av R. solani<...

<ol>
	<li>Gonzalez Garcia, G., Onco, M. A. P., Susan, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review.+Biology+and+systematics+of+the+form+genus+Rhizoctonia.">Review. Biology and systematics of the form genus Rhizoctonia.</a> Spanish Journal of Agricultural Research. 4 (1), 55-79 (2006).</li><li>Bonanomi, G., Antignani, V., Pane, C., Scala, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppression+of+soilborne+fungal+diseases+with+organic+amendments.">Suppression of soilborne fungal diseases with organic amendments.</a> Journal of Plant Pathology. 89, 311-324 (2007).</li><li>Noble, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Risks+and+benefits+of+soil+amendment+with+composts+in+relation+to+plant+pathogens.">Risks and benefits of soil amendment with composts in relation to plant pathogens.</a> Australasian Plant Pathology. 40, 157-167 (2011).</li><li>Wichuk, K. M., McCartney, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compost+stability+and+maturity+evaluation+-+a+literature+review.">Compost stability and maturity evaluation - a literature review.</a> Canadian Journal of Civil Engineering. 37, 1505-1523 (2010).</li><li>Alfano, G., Lustrato, G., Lima, G., Vitullo, D., Ranalli, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+composted+olive+mill+wastes+to+predict+potential+plant+disease+suppressiveness.">Characterization of composted olive mill wastes to predict potential plant disease suppressiveness.</a> Biological Control. 3, 199-207 (2011).</li><li>Fang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biological indicators of compost-mediated disease suppression against the soilborne plant pathogen Rhizoctonia solani. , (2015).</li><li>Bonanomi, G., Antignani, V., Capodilupo, M., Scala, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+the+characteristics+of+organic+soil+amendments+that+suppress+soilborne+plant+diseases.">Identifying the characteristics of organic soil amendments that suppress soilborne plant diseases.</a> Soil Biology and Biochemistry. 42, 136-144 (2010).</li><li>Neher, D. A., Fang, L., Weicht, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecoenzymes+as+indicators+of+compost+to+suppress+Rhizoctonia+solani.">Ecoenzymes as indicators of compost to suppress Rhizoctonia solani.</a> Compost Science and Utilization. 25 (4), 251-261 (2017).</li><li>. ATCC&#174; Mycology Culture Guide Available from: <a target="_blank" href="https://www.atcc.org/~/media/PDFs/Culture%20Guides/Mycology_Guide.ashx">https://www.atcc.org/~/media/PDFs/Culture%20Guides/Mycology_Guide.ashx</a> (2018)</li><li>Berns, A. E., Phillip, H., Narres, H. -. D., Burauel, P., Vereecken, H., Tappe, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+gamma-sterilization+and+autoclaving+on+soil+organic+matter+structure+as+studied+by+solid+state+NMR,+UV+and+fluorescence+spectroscopy.">Effect of gamma-sterilization and autoclaving on soil organic matter structure as studied by solid state NMR, UV and fluorescence spectroscopy.</a> European Journal of Soil Science. 59, (2008).</li></ol>

Vi vet fra tidligere forskning, som enkelte composts er effektiv på å undertrykke R. solani og at undertrykkende effektene er på grunn av mikrober som lever i kompost, ikke abiotiske egenskapene til kompost6,8. Bruk av autoklavering å "kill" bakterieflora har blitt kritisert fordi det påvirker karbon kjemien i media10. Vi sammenlignet bruken av autoklavering til vakuum filtrering gjennom Whatman nr. 1 papir. Behandlinger som ...

Rhizoctonia representerer en bred rekke sopp, av hvilke Thanatephorus cucumeris (Frank) Donk (anamorph = Rhizoctonia solani Kühn) er patogen forårsaker rot råtne og demping av1. Rhizoctonia solani er en aggressiv patogen og en saprophyte som kan overleve som sclerotia under ugunstige miljøforhold1. Resultatet det har en global fordeling og kan forårsake sykdom på bredt spekter plante verter inkludert Solanaceae, Fabaceae, Asteraceae og Korsblomstfamilien resulterer i alvorlige økonomiske tap.
Kompost har kapasitet til havn biocontrol agenter for enkelte anlegg patogener2. Imidlertid ikke alle composts er like eller påvirker disse alle patogener tilsvarende3. Tre-basert co har høyere lignin til cellulose prosenter enn høy eller halm-karbon basert composts. R. solani foretrekker tilgjengelige karbon i strå. Derimot er biologisk kontroll sopp, som Trichoderma spp., mer effektive når carbon er så lett tilgjengelig. Fordelaktig sopp og bakterier i kompost kan undertrykke plante sykdom gjennom konkurranse, motstand eller regulere anlegget vekst3. Foreslåtte analysen oppdager primært antagonisme opprettet av produksjon av antibiotika, ecoenzymes eller chelater som er skadelig patogen.
Anlegget bioassay er en gull-standard for å avgjøre om composts favorisere eller avskrekke anlegget vekst4. Men anlegget bioassay er tidkrevende (uker til måneder) å fullføre som kan være lengre enn ønsket og krever mer arbeid å pakke planter med røtter å kvantifisere alvorlighetsgraden av rotsystem. Sammenlignbare robust, men raskere (dager) analyser ville være ideelt for kvalitetskontroll programmer. Målet med denne utredningen er å demonstrere en relativt rask og nøyaktig test for å forutsi undertrykkende potensialet av kompost. Metoden ble mønstret etter Alfano et al. 5 med to unntak, kompost ekstrakter ble utvannet og vann agar ble brukt i stedet for potet druesukker agar (PDA). R. solani vokser raskt på enkle vann agar medier mens PDA fremmet veksten av bakterier og andre sopp som forurenset kultur6.
Denne platen analysen fungerer som en indikator på undertrykkelse som gjelder for en rekke plante-patogener som overlever i jord som saprophytes inkludert R. solani7, Alternaria tidlig blysenes Fader, Fusarium wilt, Phytophthora rot råtne og Pythium rot råtne. Plate konkurranse analysen er nyttig å skjermen en rekke kompost produkter som inneholder samfunn av mikrober som tjener i biologisk kontroll av jord patogener. Analysen var en av de mest konsekvente indikatorene for sykdom undertrykkelse i kommersielle kompost produkter6,8. Produkter ble valgt for deres variasjon i oppskriften, forfallsdato og produksjonsprosessen.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>autoclavable narrow-neck glass conical flask</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10-040D</td>
			<td>125-mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dehydrated granulated agar</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>DF0145-17-0</td>
			<td>500 g quantity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heat resistant gloves</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MEMGG1314WL</td>
			<td>several brands available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm (strips of 2-3 cm wide)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>PM992 13-374-16</td>
			<td>5 or 10 cm widths work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>disposable polystyrene petri dishes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>R80116</td>
			<td>comes in sleeves of 20/ea or cases of 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dehydrated potato dextrose agar</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>DF0013-15-8</td>
			<td>comes in quantities of 100, 500 and 2000 grams</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>benchtop reciprocal shaker</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>1227Y31</td>
			<td>other models will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>water bath</td>
			<td>ThermoScientific</td>
			<td>S37363</td>
			<td>5L general purpose</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>clear ruler, flat, at least 10 cm</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>use metric rule</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATCC culture</td>
			<td>American Type Culture Collection</td>
			<td>ATCC 10154</td>
			<td>teleomorph Thanatephorus cucumeris (Frank) (ATCC 10154) or MYA 4031;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lab tape</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15935</td>
			<td>autoclavable and removable, 1&#34; wide preferred</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>water resistant marker</td>
			<td>office or scientific supply</td>
			<td>Sharpie fine tip</td>
			<td>write sample number on tape</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a plate competition assay as a quick preliminary assessment of disease suppression

Målet var å utvikle og optimalisere en enkel, rimelig og effektiv bioassay for å oppdage sykdommen undertrykkende evne til en bestemt kompost mot soilborne sopp Rhizoctonia solani. R. solani er en patogen av et bredt spekter plante verter over hele verden. Soppen overlever i jord som en saprophyte og vokser raskt på enkle vann agar medier. Plate analysen er en rask metode for å sammenligne composts for deres evne til å bremse veksten av R. solani. Analysen samsvarer også med undertrykkelse av andre soilborne sopp patogener som overlever som saprophytes i jord som Alternaria tidlig blysenes Fader, Fusarium wilt, Phytophthora rot råtne og Pythium rot råtne.

Ferdig kompost bør være stabile og modne, to begrepene som brukes ofte om hverandre, så det kan trygt pakket og transportert og ikke forårsake bivirkninger under dens sluttbruk4. Stabilitet er en motstand mot nedbryting og bestemmes vanligvis bruker indekser av mikrobiell aktivitet. Generelle tiltak av mikrobielle åndedrett kan måle kompost stabilitet, men ikke nødvendigvis sykdom undertrykkelse av en aggressiv patogen og saprophyte som R. solan...

Watch this Scientific Journal Video about A Plate Competition Assay As a Quick Preliminary Assessment of Disease Suppression at JoVE.com

A Plate Competition Assay As a Quick Preliminary Assessment of Disease Suppression

Presentert er en protokoll for en plate konkurranse analysen til å finne ut om en bestemt kompost er sannsynlig å inneholde bakterier og sopp som hemmer veksten av Rhizoctonia solani.

En Plate konkurranse analysen som en rask foreløpig vurdering av sykdom undertrykkelse

The goal was to develop and optimize a simple, affordable, and effective bioassay to detect disease suppressive ability of a specific compost against ...

Denne metoden kan bidra til å svare på viktige spørsmål knyttet til biologisk kontroll av jordbårne plantepatogener. Gullstandarden for testing av materialer som kompost er å ha en plantebioanalyse for å teste om det er giftig for plantene. Men det tar tre uker.Denne metoden kan gjøres om to til tre dager. Den største fordelen med denne teknikken er at den er enkel, rimelig og effektiv. Denne analysen er en rask screening av spesifikk kompost for å undertrykke veksten av Rhizoctonia solani.Imidlertid kan denne analysen også brukes mot andre jordbårne plantepatogener, som Fusariums, Pythiums og Phytophthoras. Visuell demonstrasjon av denne metoden er kritisk fordi det tar vare på å isolere og opprettholde en ren kultur av en sopp samtidig som den unngår forurensning. Å demonstrere isolasjonsprosedyren vil være Taylor Readyhough, en utdannet student fra laboratoriet mitt.Emma Wright, en lavere student fra laboratoriet mitt, vil demonstrere konkurranseanalysen. Til å begynne, så rød reddik frø i jord kjent for å ha en historie med sykdom forårsaket av R.solani. Etter tre til fire uker, fjern plantene fra jorden, og skyll dem med vann fra springen.Bruk et barberblad, kutt en centimeter segmenter av hypocotyl og rot som har en brun farge. Bruk deretter flammesteriliserte tang til å dyppe segmentene i 10% blekemiddelløsning i ett minutt. Etter dette, skyll segmentene i sterilt vann.Deretter bruker du flammesteriliserte tang for å overføre segmentene til et papirhåndkle. Klapp segmentene tørre, og overfør dem til en petriskål med vanngar. Legg petriskålen inne i en beholder med et lokk, og inkuber segmentene ved romtemperatur.For å etablere en datterkultur, overfør et av segmentene til midten av en fersk tallerken potetdekstrosegar. Etter dette, autoklav 25-milliliter testrør som inneholder 10 milliliter vann. Tilsett to 0,5 gram prøver av hver testprøve til et par autoklaverte testrør med 10 milliliter sterilt vann, og rist testrørene over natten.Etter 24 timer, tilsett 1,5 gram vanlig agar og 90 milliliter destillert vann til et par koniske flasker. Etter autoklavering av kolben, legg dem i et 45-graders Celsius vannbad i 30 minutter. Deretter hell den autoklave referanseprøven og den levende prøven i den smeltede agaren.Hell blandingene fra hver kolbe i fem Petri-retter. For å beskytte de innfødte mikrobene er det viktig å ikke legge til komposten mens agaren er for varm. La derfor agaren avkjøles til 45 grader Celsius før du legger til komposten.Ved hjelp av aseptisk teknikk, overfør biter av R.solani til hvert par prøveplater. Deretter inkubere platene ved romtemperatur i en til to dager. Til slutt bruker du en klar, flat linjal og et stereomikroskop for å måle myceliumets radius i hver plate til nærmeste millimeter.I denne protokollen undertrykte ekstrakter fra levende komposter R.solani-vekst betydelig mer enn autoklaverte prøver, noe som viste at effekten var mikrobiell og ikke næringsbasert. Undertrykkelse måles som en reduksjon i vekst sammenlignet med autoklavet kontroll. Veksten ble ikke påvirket av varigheten av modning eller herding av komposten.Veksten ble betydelig påvirket av kompostmetode og oppskriftsingredienser, spesielt med vermicompost, windrow prosesser og oppskrifter med hardwood bark. Etter utviklingen kan denne teknikken være en kandidat for kommersiell sertifisering av kompost for sykdomsdempende egenskaper.

Research

JoVE Journal

Biology

Application of a C. elegans Dopamine Neuron Degeneration Assay for the Validation of Potential Parkinson's Disease Genes

Improvements to the diagnosis and treatment of Parkinson's disease (PD) are dependent upon knowledge about susceptibility factors that render populations ...

Sigma's Non-specific Protease Activity Assay - Casein as a Substrate

Proteases break peptide bonds. In the lab, it is often necessary to measure and/or compare the activity of proteases.  Sigma's non-specific protease ...

Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a ...

Isolation of Ribosome Bound Nascent Polypeptides in vitro to Identify Translational Pause Sites Along mRNA

Isolation of Ribosome Bound Nascent Polypeptides in vitro to Identify Translational Pause Sites Along mRNA

Isolering av ribosome Innbundne begynnende polypeptider<em&gt; In vitro</em&gt; For å identifisere translasjonelle Pause steder langs mRNA

The rate of translational elongation is non-uniform. mRNA secondary structure, codon usage and mRNA associated proteins may alter ribosome movement on the ...

Using SecM Arrest Sequence as a Tool to Isolate Ribosome Bound Polypeptides

Bruke SecM Arrest sekvens som et verktøy for å isolere ribosom Innbundne polypeptider

Extensive research has provided ample evidences suggesting that protein folding in the cell is a co-translational process1-5. However, the exact pathway ...

Analysis of Skeletal Muscle Defects in Larval Zebrafish by Birefringence and Touch-evoke Escape Response Assays

Zebrafish (Danio rerio) have become a particularly effective tool for modeling human diseases affecting skeletal muscle, including muscular ...

Monitoring Intraspecies Competition in a Bacterial Cell Population by Cocultivation of Fluorescently Labelled Strains

Overvåking av intraarter Konkurranse i en bakteriell cellepopulasjon ved kokulturering av fluorescerende merkede stammer

Many microorganisms such as bacteria proliferate extremely fast and the populations may reach high cell densities. Small fractions of cells in a ...

Xenopus laevis as a Model to Identify Translation Impairment

Xenopus laevis as a Model to Identify Translation Impairment

Xenopus laevis som en modell for å identifisere Oversettelse Nedskrivning

Protein synthesis is a fundamental process to gene expression impacting diverse biological processes notably adaptation to environmental conditions. The ...

qPCRTag Analysis - A High Throughput, Real Time PCR Assay for Sc2.0 Genotyping

qPCRTag Analysis - En høy gjennomstrømning, Real Time PCR-analyse for Sc2.0 Genotyping

The Synthetic Yeast Genome Project (Sc2.0) aims to build 16 designer yeast chromosomes and combine them into a single yeast cell. To date one synthetic ...

Time-Lapse Video Microscopy for Assessment of EYFP-Parkin Aggregation as a Marker for Cellular Mitophagy

Time-Lapse Video Mikros for Vurdering av EYFP-Parkin Aggregation som en markør for Cellular Mitophagy

Time-lapse video microscopy can be defined as the real time imaging of living cells. This technique relies on the collection of images at different time ...