Name: high-throughput siderophore screening from environmental samples: plant tissues, bulk soils, and rhizosphere soils
Uploaded: 2019-02-09T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-throughput Siderophore Screening from Environmental Samples: Plant Tissues, Bulk Soils, and Rhizosphere Soils at JoVE.com

الكتاب نود أن نشكر شابان مجروح للمساعدة في الإجراءات المختبرية، عبدل لي لحصاد القمح الوراثي، ومجلس البحوث في عنب كونكورد الدولة واشنطن، ومركز جامعة واشنطن الدولة "الحفاظ على الزراعة" و الموارد الطبيعية لأغراض بيواج منحة لدعم هذا العمل. تم توفير التمويل الإضافي بوزارة الزراعة/NIFA من خلال مشروع هاتش 1014527.

ملاحظة: موقع الميدان: جامعة ولاية واشنطن، ومزرعة علم الأمراض النباتية (46 ° 46 '38.0"ن 117 ° 04 '57.4" W). زرعت بذور استخدام أصيص ميكانيكية في 19 أكتوبر 2017. أنه تم زرع كل الوراثي القمح في حيدروس، حوالي 1 متر عن بعضها البعض لتجنب التداخل في جذر النظام. تم جمع عينات النبات والتربة في 9 أغسطس 2018، عندما كانت مح?...

<ol>
	<li>Butaite, E., Baumgartner, M., Wyder, S., Kummerli, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Siderophore+cheating+and+cheating+resistance+shape+competition+for+iron+in+soil+and+freshwater+Pseudomonas+communities.">Siderophore cheating and cheating resistance shape competition for iron in soil and freshwater Pseudomonas communities.</a> Nature Communications. 8, (2017).</li><li>Ghirardi, S., 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=Identification+of+Traits+Shared+by+Rhizosphere-Competent+Strains+of+Fluorescent+Pseudomonads.">Identification of Traits Shared by Rhizosphere-Competent Strains of Fluorescent Pseudomonads.</a> Microbial Ecology. 64 (3), 725-737 (2012).</li><li>Hider, R. C., Kong, X. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemistry+and+biology+of+siderophores.">Chemistry and biology of siderophores.</a> Natural Product Reports. 27 (5), 637-657 (2010).</li><li>Saha, M., 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=Microbial+siderophores+and+their+potential+applications:+a+review.">Microbial siderophores and their potential applications: a review.</a> Environmental Science and Pollution Research. 23 (5), 3984-3999 (2016).</li><li>Bhattacharyya, P. N., Jha, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+growth-promoting+rhizobacteria+(PGPR):+emergence+in+agriculture.">Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture.</a> World Journal of Microbiology, Biotechnology. 28 (4), 1327-1350 (2012).</li><li>Lewis, R. W., Islam, A., Opdahl, L., Davenport, J. R., Sullivan, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phylogenetics,+Siderophore+Production,+and+Iron+Scavenging+Potential+of+Root+Zone+Soil+Bacteria+Isolated+from+&#39;Concord&#39;+Grape+Vineyards.">Phylogenetics, Siderophore Production, and Iron Scavenging Potential of Root Zone Soil Bacteria Isolated from &#39;Concord&#39; Grape Vineyards.</a> Microbial Ecology. , (2018).</li><li>Li, S. S., 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=The+opportunistic+human+fungal+pathogen+Candida+albicans+promotes+the+growth+and+proliferation+of+commensal+Escherichia+coli+through+an+iron-responsive+pathway.">The opportunistic human fungal pathogen Candida albicans promotes the growth and proliferation of commensal Escherichia coli through an iron-responsive pathway.</a> Microbiological Research. 207, 232-239 (2018).</li><li>Lorenz, N., Shin, J. Y., Jung, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity,+Abundance,+and+Localization+of+Quorum+Sensing+Receptors+in+Vibrio+harveyi.">Activity, Abundance, and Localization of Quorum Sensing Receptors in Vibrio harveyi.</a> Frontiers in Microbiology. 8, (2017).</li><li>O'Brien, S., Fothergill, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+multispecies+social+interactions+in+shaping+Pseudomonas+aeruginosa+pathogenicity+in+the+cystic+fibrosis+lung.">The role of multispecies social interactions in shaping Pseudomonas aeruginosa pathogenicity in the cystic fibrosis lung.</a> Fems Microbiology Letters. 364 (15), (2017).</li><li>Ozkaya, O., Balbontin, R., Gordo, I., Xavier, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cheating+on+Cheaters+Stabilizes+Cooperation+in+Pseudomonas+aeruginosa.">Cheating on Cheaters Stabilizes Cooperation in Pseudomonas aeruginosa.</a> Current Biology. 28 (13), (2018).</li><li>Popat, R., 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=Environmental+modification+via+a+quorum+sensing+molecule+influences+the+social+landscape+of+siderophore+production.">Environmental modification via a quorum sensing molecule influences the social landscape of siderophore production.</a> Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences. 284 (1852), (2017).</li><li>Schwyn, B., Neilands, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Universal+chemical+assay+for+the+detection+and+determination+of+siderophores.">Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores.</a> Analytical Biochemistry. 160 (1), 47-56 (1987).</li><li>Sullivan, T. S., Ramkissoon, S., Garrison, V. H., Ramsubhag, A., Thies, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Siderophore+production+of+African+dust+microorganisms+over+Trinidad+and+Tobago.">Siderophore production of African dust microorganisms over Trinidad and Tobago.</a> Aerobiologia. 28 (3), 391-401 (2012).</li><li>Buyer, J. S., DeLorenzo, V., Neilands, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+the+siderophore+aerobactin+by+a+halophilic+Pseudomonad.">Production of the siderophore aerobactin by a halophilic Pseudomonad.</a> Applied and Environmental Microbiology. 57 (8), 2246-2250 (1991).</li><li>Perez-Miranda, S., Cabirol, N., George-Tellez, R., Zamudio-Rivera, L., Fernandez, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=O-CAS,+a+fast+and+universal+method+for+siderophore+detection.">O-CAS, a fast and universal method for siderophore detection.</a> Journal of Microbiological Methods. 70 (1), 127-131 (2007).</li><li>Nakouti, I., Hobbs, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+approach+to+studying+ion+uptake+by+actinomycetes.">A new approach to studying ion uptake by actinomycetes.</a> Journal of Basic Microbiology. 53 (11), 913-916 (2013).</li><li>Wang, L. 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=Diisonitrile+Natural+Product+SF2768+Functions+As+a+Chalkophore+That+Mediates+Copper+Acquisition+in+Streptomyces+thioluteus.">Diisonitrile Natural Product SF2768 Functions As a Chalkophore That Mediates Copper Acquisition in Streptomyces thioluteus.</a> Acs Chemical Biology. 12 (12), 3067-3075 (2017).</li><li>Retamal-Morales, G., 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=Detection+of+arsenic-binding+siderophores+in+arsenic-tolerating+Actinobacteria+by+a+modified+CAS+assay.">Detection of arsenic-binding siderophores in arsenic-tolerating Actinobacteria by a modified CAS assay.</a> Ecotoxicology and Environmental Safety. 157, 176-181 (2018).</li><li>Desai, A., Archana, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Role of Siderophores in Crop Improvement. , (2011).</li><li>Dertz, E. A., Raymond, K. N., Que, L., Tolman, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Comprehensive coordination chemistry II. 8, (2003).</li><li>Arora, N. K., Verma, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modified+microplate+method+for+rapid+and+efficient+estimation+of+siderophore+produced+by+bacteria.">Modified microplate method for rapid and efficient estimation of siderophore produced by bacteria.</a> 3 Biotech. 7, 9 (2017).</li><li>Bandyopadhyay, P., Bhuyan, S. K., Yadava, P. K., Varma, A., Tuteja, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emergence+of+plant+and+rhizospheric+microbiota+as+stable+interactomes.">Emergence of plant and rhizospheric microbiota as stable interactomes.</a> Protoplasma. 254 (2), 617-626 (2017).</li><li>Lakshmanan, V., Castaneda, R., Rudrappa, T., Bais, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Root+transcriptome+analysis+of+Arabidopsis+thaliana+exposed+to+beneficial+Bacillus+subtilis+FB17+rhizobacteria+revealed+genes+for+bacterial+recruitment+and+plant+defense+independent+of+malate+efflux.">Root transcriptome analysis of Arabidopsis thaliana exposed to beneficial Bacillus subtilis FB17 rhizobacteria revealed genes for bacterial recruitment and plant defense independent of malate efflux.</a> Planta. 238 (4), 657-668 (2013).</li><li>Sasaki, T., 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=A+wheat+gene+encoding+an+aluminum-activated+malate+transporter.">A wheat gene encoding an aluminum-activated malate transporter.</a> The Plant Journal. 37 (5), 645-653 (2004).</li><li>Mahoney, A. K., Yin, C., Hulbert, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Community+Structure,+Species+Variation,+and+Potential+Functions+of+Rhizosphere-Associated+Bacteria+of+Different+Winter+Wheat+(Triticum+aestivum)+Cultivars.">Community Structure, Species Variation, and Potential Functions of Rhizosphere-Associated Bacteria of Different Winter Wheat (Triticum aestivum) Cultivars.</a> Frontiers in Plant Science. 8 (132), (2017).</li><li>Rayburn, A. L., Wetzel, J., Baligar, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitotic+analysis+of+sticky+chromosomes+in+aluminum+tolerant+and+susceptible+wheat+lines+grown+in+soils+of+differing+aluminum+saturation.">Mitotic analysis of sticky chromosomes in aluminum tolerant and susceptible wheat lines grown in soils of differing aluminum saturation.</a> Euphytica. 127 (2), 193-199 (2002).</li><li>McPherson, M. R., Wang, P., Marsh, E. L., Mitchell, R. B., Schachtman, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+Analysis+of+Microbial+Communities+in+Soil,+Rhizosphere,+and+Roots+in+Perennial+Grass+Experiments.">Isolation and Analysis of Microbial Communities in Soil, Rhizosphere, and Roots in Perennial Grass Experiments.</a> Journal of Visualized Experiments. (137), 57932 (2018).</li><li>Mirleau, P., 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=Fitness+in+soil+and+rhizosphere+of+Pseudomonas+fluorescens+C7R12+compared+with+a+C7R12+mutant+affected+in+pyoverdine+synthesis+and+uptake.">Fitness in soil and rhizosphere of Pseudomonas fluorescens C7R12 compared with a C7R12 mutant affected in pyoverdine synthesis and uptake.</a> FEMS Microbiology Ecology. 34 (1), 35-44 (2000).</li><li>Visca, P., Imperi, F., Lamont, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pyoverdine+siderophores:+from+biogenesis+to+biosignificance.">Pyoverdine siderophores: from biogenesis to biosignificance.</a> Trends in Microbiology. 15 (1), 22-30 (2007).</li><li>Louden, B. C., Haarmann, D., Lynne, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Blue+Agar+CAS+Assay+for+Siderophore+Detection.">Use of Blue Agar CAS Assay for Siderophore Detection.</a> Journal of Microbiology, Biology Education. 12 (1), 51-53 (2011).</li></ol>

النتيجة الأولى لهذا العمل هو إنتاج المنهجية الجديدة التي يمكن استخدامها لإثراء سريعاً سيديروفوري المنتجة للميكروبات أثناء قياس كمي سيديروفوري/النشاط الإنتاجي في العينات البيئية. المنهجية التي سريعة وبسيطة وفعالة من حيث التكلفة، والنتائج التي تظهر كيف يمكن استخدامه للكشف عن النشاط سيد?...

سيديروفوريس هي الجزيئات الحيوية الهامة المعنية أساسا في استخلاب الحديد للتوافر البيولوجي، ولكن مع مجموعة واسعة من الأغراض الإضافية في النظم الإيكولوجية الأرضية والمائية، بدءاً من النصاب الميكروبية الاستشعار، وإشارات إلى الميكروبية النباتية-المضيفين، تعزيز نمو النباتات، والتعاون والمنافسة داخل المجتمعات الميكروبية المعقدة1،2. سيديروفوريس يمكن عموما تصنيف وفقا للمواقع النشطة والسمات الهيكلية، خلق أربعة أنواع أساسية: كاربوكسيلات، هيدروكساماتي، كاتيتشولاتي، ومختلطة الأنواع3،4. العديد من الكائنات الحية الدقيقة قادرون على التغوط أكثر من نوع واحد من سيديروفوري5 وفي المجتمعات المعقدة، وغالبية العظمى من الكائنات biosynthesize مستقبلات غشاء للسماح باستيعاب مجموعة أوسع من، سيديروفوريس1 6. العمل مؤخرا يشير إلى أن سيديروفوريس أهمية خاصة على صعيد المجتمع المحلي، وحتى في الاتصالات بين المملكة ونقل البيوجيوكيميائيه7،،من89،10 ،11.
وقد استخدمت لأكثر من 30 سنة كعامل شيلاتينغ خماسي أزورول كروم (CAS) لربط الحديد (Fe) في مثل هذه طريقة أن إضافة يغاندس (أي، سيديروفوريس) يمكن أن ينتج عن تفكك المجمع CAS-Fe، وخلق تغيير لون يمكن تحديدها بسهولة في الأجلين المتوسط 12-CAS عندما يرتبط مع الحديد، والصبغ يظهر بلون أزرق ملكي، وكما تنأى بالمجمع CAS-Fe، المتوسط يتغير لونها وفقا لنوع يجند المستخدمة لمسح الحديد13. تم تعديل المتوسطة الأولية المستندة إلى سائل، أنشأ شوين نيلاندس في عام 1987، في العديد من الطرق لاستيعاب تغيير الأهداف الميكروبية14، ونمو العادات والقيود15، فضلا عن مجموعة متنوعة من المعادن بالإضافة إلى الحديد، بما في ذلك الألومنيوم، والمنغنيز، الكوبالت والنيكل كادميوم، الليثيوم، والزنك16، النحاس17و الزرنيخ حتى18.
العديد من مسببات الأمراض البشرية وكذلك كالنباتات الكائنات المجهرية تعزيز النمو (بجبم) قد حددت كالكائنات الحية المنتجة سيديروفوري3،،من1920، وهامة رهيزوسفيري وبجبم اندوفيتيك في كثير من الأحيان اختبار إيجابية بالنسبة لإنتاج سيديروفوري4. الأسلوب السائلة التقليدية المستندة إلى Fe تم تكييف لاختبار microtiter يعزل في زراعة ل إنتاج سيديروفوري21. ومع ذلك، تفشل هذه التقنيات الاعتراف بأهمية المجتمع الميكروبية ككل (ميكروبيومي)، وفي التعاون والتنظيم المحتملة لإنتاج سيديروفوري في التربة والنبات نظم22. ولهذا السبب، قمنا بتطوير بتقييم مستوى المجتمع الفائق لإنتاج سيديروفوري من بيئة معينة، تقوم على المقايسة الأكاديمية التقليدية، ولكن مع النسخ المتماثل، وسهولة قياس، والموثوقية، والتكرار في ميكروسكوبية المقايسة.
في هذه الدراسة، ترد مقايسة CAS-الحديد الفائق، وفعالة من حيث التكلفة للكشف عن إنتاج سيديروفوري لتقييم تخصيب اليورانيوم لإنتاج سيديروفوري من العينات المعقدة (على أي التربة والنبات هوموجيناتيس الأنسجة). وتم الحصول على تربة rhizosphere السائبة وفضفاضة زمنياً، وربط محكم (من حيث كيفية ملزمة التربة إلى الجذر) جنبا إلى جنب مع الحبوب وتبادل لإطلاق النار، وأنسجة الجذر من الأنماط الجينية القمح متميزة (قمح aestivum L.) أربعة: ليوجاين، مادسن، PI561725، و PI561727. كان الافتراض بأن الاختلافات الجوهرية في الأنماط الجينية القمح يمكن أن يسفر عن الاختلافات في التعيين والاختيار من سيديروفوري المنتجة للمجتمعات المحلية. أهمية خاصة هو الفرق بين المجتمعات الميكروبية المرتبطة بالخط اسوي PI561725، والتي هي الألومنيوم متسامح نظراً لأنها تمتلك ALMT1 (مالات الألومنيوم المنشط 1 الناقل)، مقارنة مع الألومنيوم حساسية PI561727 اسوي الخط، الذي يملك نموذج استجابة غير الألومنيوم من الجينات، almt1،من2324،،من2526. وكان الهدف الرئيسي لهذه الدراسة لتطوير طريقة بسيطة وسريعة لتقييم كمية الإنتاج سيديروفوري في سيديروفوري إثراء الثقافات أنواع العينة معقدة مع الحفاظ على الثقافات للعمل في المستقبل.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Apex</td>
			<td>LF451320014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum Baking Pan</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum Foil</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium chloride, granular</td>
			<td>Fiesher Scientific</td>
			<td>152315A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave and Sterilizer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride dihydrate</td>
			<td>Fiesher Scientific</td>
			<td>171428</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CAS (Chrome Azurol S)</td>
			<td>Chem-Impex Int&#39;l Inc)</td>
			<td>000331-27168</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextrose Monohydrate (glucose), crystalline powder</td>
			<td>Fiesher Scientific</td>
			<td>1521754</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA, disodium salt, dihydrate, Crystal</td>
			<td>J.T.Baker</td>
			<td>JI2476</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol, Anhydrous</td>
			<td>Baker Analyzed</td>
			<td>C22634</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HDTMA (Cetyltrimethylammomonium Bromide</td>
			<td>Reagent World</td>
			<td>FZ0941</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloride acid</td>
			<td>ACROS Organic</td>
			<td>B0756767</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infinite M200 PRO plate reader</td>
			<td>TECAN</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron (III) chloride hexahydrate, 99%</td>
			<td>ACROS Organic</td>
			<td>A0342179</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory Fume Hood</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory Incubator</td>
			<td>VWR Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Sulfate</td>
			<td>Fiesher Scientific</td>
			<td>27855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Niric Acid, (69-70)%</td>
			<td>J.T.Baker</td>
			<td>72287</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PIPES buffer, 98.5%</td>
			<td>ACROS Organic</td>
			<td>A0338723</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium phosphate, dibaisc,powder</td>
			<td>J.T.Baker</td>
			<td>J48594</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyoverdine</td>
			<td>SIGMA-ALDRICH</td>
			<td>078M4094V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sand</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SI-600R Shaker</td>
			<td>Lab Companion</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride, granular</td>
			<td>Fiesher Scientific</td>
			<td>136539</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide, pellets</td>
			<td>J.T.Baker</td>
			<td>G48K53</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate, dibasic heptahydrate, 99%</td>
			<td>ACROS Organic</td>
			<td>A0371705</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-throughput siderophore screening from environmental samples: plant tissues, bulk soils, and rhizosphere soils

Siderophores (الوزن الجزيئي المنخفض خالب مركبات معدنية) ذات أهمية في ظاهرة إيكولوجية مختلفة تتراوح من الحديد (Fe) البيوجيوكيميائيه الدراجات في التربة، والممرض المنافسة وتشجيع نمو النبات، وإشارة الصليب-المملكة. وعلاوة على ذلك، سيديروفوريس أيضا ذات الأهمية التجارية في التصفية الحية وبيووياثيرينج للمعادن وخامات المعادن. وسيلة سريعة وفعالة من حيث التكلفة، وقوية لتقييم كمية الإنتاج سيديروفوري في العينات المعقدة هي المفتاح للتعرف على جوانب هامة من تداعيات بيئية النشاط سيديروفوري، بما في ذلك، رواية سيديروفوري المنتجة للميكروبات. تم تطوير الطريقة المعروضة هنا لتقييم نشاط سيديروفوري المجتمعات المحلية ميكروبيومي ببراعة، في عينات بيئية، مثل الأنسجة النباتية أو التربة. تجانس العينات وتضعف في متوسط M9 معدلة (بدون الحديد)، وإثراء الثقافات كان المحتضنة لمدة 3 أيام. تم تقييم الإنتاج سيديروفوري في عينات في 24 و 48 و 72 ساعة (ح) استخدام ميكروسكوبية 96-جيدا رواية CAS (خماسي أزورول كروم)-Fe أجار المقايسة، وتكييف أسلوب قياس الألوان تقليديا شاقة وتستغرق وقتاً طويلاً لتقييم سيديروفوري نشاط، يقوم على الفردية المعزولة الميكروبية المزروعة. قمنا بتطبيق أسلوب لدينا إلى 4 الأنماط الجينية/خطوط مختلفة من القمح (قمح aestivum L.)، بما في ذلك لوجين مادسن، و PI561725 و PI561727 عادة تزرع في شمال غرب المحيط الهادئ الداخلية. إنتاج سيديروفوري تأثرت وضوح النمط الوراثي للقمح، وفي أنواع معينة من الأنسجة النباتية ولاحظ. أننا استخدمت بنجاح أسلوبنا لسرعة الشاشة لتأثير الوراثي النباتي في إنتاج سيديروفوري، ومهمة رئيسية في النظم الإيكولوجية الأرضية والمائية. انتجنا replicates تقنية كثيرة، مما أسفر عن اختلافات إحصائية موثوقة جداً في التربة وداخل الأنسجة النباتية. وتبين النتائج الأهم من ذلك، يمكن استخدام الطريقة المقترحة لسرعة فحص الإنتاج سيديروفوري في عينات معقدة بدرجة عالية من الموثوقية، بطريقة تسمح بالمجتمعات المحلية على الحفاظ على للعمل فيما بعد لتحديد الأنواع والجينات الوظيفية.

بيوسينثيسيزيد بيوفيرديني خليط من المتألقة Pseudomonas استخدمت كمعيار لتفسير وتحديد مقدار امتصاص (في 420 nm) نماذج مكافئات بيوفيرديني في ميكرومتر. الشكل 1 يبين العلاقة بين امتصاص (420 شمال البحر الأبيض المتوسط) والبدء في تركيز بيوفيرديني (سجل10 مولاريتي ف...

Watch this Scientific Journal Video about High-throughput Siderophore Screening from Environmental Samples: Plant Tissues, Bulk Soils, and Rhizosphere Soils at JoVE.com

High-throughput Siderophore Screening from Environmental Samples: Plant Tissues, Bulk Soils, and Rhizosphere Soils

نقدم بروتوكول للفحص السريع للعينات البيئية لإمكانات سيديروفوري المساهمة في التوافر البيولوجي المغذيات الدقيقة ودوران في النظم الأرضية.

الفحص سيديروفوري الفائق من العينات البيئية: زراعة الأنسجة، والتربة السائبة، وتربة Rhizosphere

Siderophores (low-molecular weight metal chelating compounds) are important in various ecological phenomenon ranging from iron (Fe) biogeochemical cycling ...

Siderophores هي الوزن الجزيئي المنخفض، والمعادن chelating الجزيئات الحيوية المشاركة في ركوب الدراجات الحديد في البيئة. ويسمح هذا البروتوكول بإجراء تقييم سريع للإنتاجية العالية لنشاط الروبا في عينات التربة والنبات. وقد قضت الطرق السابقة للكشف عن siderophore البيئة الحاسمة للمجتمع الميكروبي.يسمح أسلوبنا بالكشف داخل المجتمع الميكروبي السليم نسبيًا والموئل الذي شارك فيه. ونظراً لأن توافر الحديد أمر حاسم بالنسبة للإنتاجية الزراعية، يمكن استخدام هذا البروتوكول في دراسة دور الميكروبات في تعديل توافر الحديد للنباتات. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه الطريقة لتقييم أثر ممارسات إدارة المزارع على صحة التربة والمجتمعات المنتجة للتربة الجانبية وكذلك تنمية هذه المجتمعات على مر الزمن.للبدء، وحمض غسل جميع الأواني الزجاجية في 100 ملليمولور هيدروكلوريك 100 ملليمولار حمض النيتريك لمدة لا تقل عن ساعتين قبل استخدامها في CAS مقايسة. إعداد مقلاة الخبز الألومنيوم مليئة الرمال المختبرية الصف وتغطية ذلك مع رقائق الألومنيوم. أوتوكلاف عند درجة حرارة 121 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة وتوضع جانباً.إعداد HDTMA بإضافة 0365 غراما إلى 20 ملليلتر من المياه ذات الأيونات المزدوجة، ووضع الحل في حمام مائي في 37 درجة مئوية لتعزيز solubilization. أضف 0302 جرام من CAS إلى 25 ملليلتر من الماء المزدوج المُتأَدّد مع التحريك بلطف مع بار مُعقّم مُقلّد مغناطيسي. ثم إضافة خمسة ملليلترات من كلوريد الحديد المولر واحد الهكساهيد إلى 25 ملليلتر من حل CAS مع الاستمرار في تحريك بلطف.الآن، ببطء إضافة 20 ملليلتر من حل HDTMA في الحل الحديد CAS المعقدة مع اثارة بلطف. إعداد حل العازلة عن طريق حل 15.12 غرام من PIPES في 375 ملليلتر من المياه المزدوجة deionized مع اثارة بلطف. ضبط درجة اله pH إلى 6.8 مع خمسة هيدروكسيد الصوديوم الضرس.ثم يضاف الماء إلى رفع مستوى الصوت إلى 450 ملليلتر. الآن أضف خمسة غرامات من (أغادروز) إلى المحلّل. اركب محلول العازلة PIPES وحل مركب CAS الحديد في 121 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.إضافة بعناية لكامل من الحديد CAS حل مركب لكامل المخزن المؤقت PIPES في مجلس الوزراء السلامة البيولوجية بعد كل واحد منهم قد تم autoclaved. وضع حل مختلط في حمام مائي في 50 درجة مئوية. الآن ضع قارب كاشف معقمة في الرمال العقيمة داخل مجلس الوزراء السلامة الحيوية والحرارة إلى 50 درجة مئوية.نقل الحديد CAS مجمع agar إلى القارب، ثم بسرعة aliquot 100 ميكرولترات إلى كل بئر من واضحة مسطحة القاع معقم 96 جيدا. إعداد 800 pyoverdine micromolar القياسية في المعدة سابقا M9 المتوسطة المعدلة. تخفيف الحل إلى حلول 400 و 200 و 100 و 50 و 25 و 12.5 و 6.25 من حلول ميكرومولار.أضف EDTA إلى 500 ملليلتر من متوسط M9 المعدل المعد مسبقًا لإعداد معيار EDTA 3.2 ملليمولار. تخفيف هذا الحل في 1600، 800، 400، 200، 100، 50، 25، 12.5، و 6.25 حلول ميكرومولار. لتوليد منحنى قياسي، إضافة 100 ميكرولترات من كل تركيز من pyoverdine وEDTA لفصل آبار من 96 بئرا صغيرة تحتوي على 100 ميكرولترات من الحديد CAS مجمع Agar المتوسطة.جعل تكرار النسخ المتماثلة التقنية من كل تركيز. إضافة أيضا آبار فارغة مع M9 فقط. باستخدام قارئ microplate، قياس امتصاص بعد واحد، ست، و 24 ساعة الحضانة في 22 درجة مئوية، واستخدام قياسات الامتصاص لتوليد منحنيات القياسية. غسل معدات أخذ العينات مع 22 ميكرون تصفية مزدوجة المياه deionized تليها 70٪ الإيثانول ومسح مع المناشف الورقية.قم بإجراء الغسيل قبل أخذ العينات وبين العينات للحفاظ على تقنية معقم والحد من التلوث المتبادل. بعد استئصال الأنسجة النباتية والتنقيب عن كرة جذر صغيرة من النباتات في الحقل ، ضع كرة الجذر في كيس بلاستيكي منفصل يحمل علامة لفصل العينة في بيئة المختبر. ضع جميع العينات مباشرة على الجليد والاحتفاظ بها عند أربع درجات مئوية حتى تتم معالجة العينات لمحسبة إنتاج siderophore.فصل عينات التربة المرتبطة الجذر إلى الجزء الأكبر، وتربة ريزوسفير مقيدة بشكل فضفاض وتربة ريزوسفير مقيدة بإحكام. للقيام بذلك، واتخاذ الكرات الجذر من الحقائب وتهز بلطف قبالة التربة من الكرة الجذر. يهز قبالة التربة، جنبا إلى جنب مع التربة التي تركت في الحقيبة، تشكل التربة السائبة.هذه هي التربة ريزوسفير مربوطة فضفاضة. توليد التربة rhizopshere مقيدة بإحكام عن طريق اتخاذ الجذور مع العينة مقيدة بإحكام ووضعها في أنبوب الطرد المركزي. إضافة 30 ملليلتر من المياه المزدوجة ودوة الدوامة لمدة دقيقتين إلى ثلاث دقائق.إزالة الجذور للحصول على تخفيف التربة rhizosphere ملزمة بإحكام. التجانس كل عينة التربة داخل كيس العينة عن طريق خلط وتحويل التربة قدر الإمكان دون فتح الحقيبة. بعد أن تم خلط كل عينة بشكل دقيق، aliquot وتعليق غرامين من كل عينة التربة في 20 ملليلتر من M9 المتوسطة المعدلة داخل أنبوب معقمة 50 ملليلتر الطرد المركزي.تخفيف العينة ثم ختم الأنبوب مع سد رغوة معقمة للسماح بالتهيّم. وبالنسبة لعينات ريزوسفير المقيدة بإحكام، يضاف مللتين من ملاط التربة ريزوسفير إلى 20 ملليلتراً من متوسط M9 المعدل داخل أنبوب معقّم من أجهزة الطرد المركزي سعة 50 ملليلتر. تخفيف العينة ثم ختم الأنبوب مع سد رغوة معقمة للسماح بالتهيّم.لإعداد عينة الأنسجة، سطح تعقيم الجذر، واطلاق النار، والحبوب مع 70٪الإيثانول. Macerate غرامين من الأنسجة الطازجة في 20 ملليلتر من M9 المتوسطة المعدلة باستخدام خلاط على ارتفاع لمدة 30 ثانية. ثم، نقل العينة إلى أنبوب جهاز طرد مركزي 50 ملليلتر معقمة، وتمييع، وختم الأنبوب مع قابس رغوة معقمة.لإثراء إنتاج siderophore من خلال الحد من الحديد احتضان أنابيب الطرد المركزي 50 ملليلتر في درجة حرارة الغرفة ويهتز في 160 دورة في الدقيقة. في 24 و 48 و 72 ساعة بعد بدء زراعة التخصيب، إزالة 1 ملليلتر من أنابيب التخصيب باستخدام تقنية معقمة. الطرد المركزي في subsamples في 10،000 مرات G لمدة دقيقة واحدة في اثنين من أنابيب أجهزة الطرد المركزي ملليلتر لتكوير الخلايا.باستخدام تقنية معقمة، إضافة 100 ميكرولترات من السوبر إلى حل 100 ميكرولتر من الحديد CAS agar مجمع في مكررة أو ثلاثية في داخل microplate. إضافة أيضا 100 ميكرولترات من M9 المتوسطة العقيمة كما الفراغات. ثم احتضان لوحة في 28 درجة مئوية.يجب أن تكون كل لوحة مختومة ومغطاة مع احباط قبل وضع في الحاضنة. تعليق ما تبقى من افرط و بيليه لكل عينة في أنبوب الطرد المركزي الخاص بها معقمة اثنين ملليلتر. إضافة 400 ميكرولتررس من الجلسرين العقيمة في كل أنبوب عظمى عينة وإعادة تعليق بيليه لخلق الأسهم الجلسرين.تجميد المخزون في ناقص 80 درجة مئوية لتحليلها في وقت لاحق. قياس امتصاص في ست، 24، 48، و 72 ساعة في الطول الموجي من 420 نانومتر. وقد استخدم خليط البيوفردين البيولوجي من قبل فلوريس Pseudomonas كمعيار لتفسير وقياس امتصاص العينات في عينات من معادلة البيوفردين في micromolar.تظهر هنا العلاقة بين الامتصاص عند 420 نانومتر وتركيز الـ pyoverdine. تم تقييم نشاط Siderophore للإثراء لمدة 72 ساعة في 48 ساعة حضانة لتحديد تأثير النمط الجيني ونوع العينة على عزل siderophore. وكان نشاط Siderophore في عينات التربة السائبة منخفضا نسبيا ولم تظهر فروق بين النمط الوراثي للقمح الذي أخذت منه عينات التربة السائبة.ومع ذلك، أظهرت عمليات إثراء التربة المربوطة بشكل فضفاض المعزولة عن النمط الجيني 725 إنتاجًا أكبر من جانبية مقارنة بالتربة المربوطة بشكل فضفاض من مادسن و727 ولكن ليس من ليوجين. وعلى العكس من ذلك، لم يتأثر إنتاج الهروب في الإثراءات من التربة المقيدة بإحكام تأثراً شديداً بالنمط الجيني. الثقافات الإثراء من أنسجة الحبوب أسفرت عن انخفاض الإنتاج siderophore نسبيا بغض النظر عن النمط الجيني.وكان الإثراء من أنسجة تبادل لاطلاق النار Lewjain أقل بكثير من إنتاج siderophore من الأنماط الجينية الأخرى، و 725 تبادل لاطلاق النار الثقافات الأنسجة أسفرت عن إنتاج siderophore أكثر متغيرة. ولوحظ أكبر فرق في نشاط siderophore في الثقافات إثراء الأنسجة الجذرية حيث كان 725 أكثر من 200٪ نشاط جانبية أكبر من جميع الأنماط الجينية الأخرى. واحدة من أكثر الجوانب الضريبية لتنفيذ البروتوكول هو الحفاظ على الظروف العقيمة مع استكمال العديد من الخطوات لتوليد الحديد Agar لوحة CAS واختبار عينات لنشاط siderophore.ويمكن تطبيق مجموعة واسعة من الأساليب القائمة على ثقافة الكروماتوغرافية أو الحمض النووي إما على الميكروبات الفعلية جيدا أو الجلسرين الحفاظ على الثقافة لمزيد من الاختبارات الكيميائية الحيوية أو التوصيف الجيني والنمذجة الأيضية. باستخدام هذا البروتوكول نشاط siderophore يمكن ربطها لاحقا مع كائنات محددة مسؤولة عن ذلك النشاط أو المستهدفة لاحقا كآلية للآثار الإيكولوجية أكبر. ويمكن تعديل هذا البروتوكول بسهولة لتقييم إنتاج الإثراء الجانبي في الثقافات الإثراءية التي يتم الحصول عليها من العينات التي تم جمعها من مقصورات بيئية أخرى بما في ذلك الهواء والماء والرواسب.

Research

JoVE Journal

Environment

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

تقرير من خارج الخلية الميكروبية نشاط انزيم في المياه، والتربة، والرواسب باستخدام إنتاجية عالية صفيحة ميكروسكوبية فحوصات

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

Integrated Field Lysimetry and Porewater Sampling for Evaluation of Chemical Mobility in Soils and Established Vegetation

Lysimetry متكاملة الميدانية وأخذ العينات Porewater لتقييم التنقل الكيميائية في التربة والغطاء النباتي تأسست

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals ...

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

قياس الجريان غازات الاحتباس الحراري من الأراضي الزراعية عن طريق الغرف ثابت

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

Physical Isolation of Endospores from Environmental Samples by Targeted Lysis of Vegetative Cells

العزلة المادية من الأبواغ من العينات البيئية التي تستهدف تحلل من الخلايا النباتية

Endospore formation is a survival strategy found among some bacteria from the phylum Firmicutes. During endospore formation, these bacteria enter a ...

A Bending Test for Determining the Atterberg Plastic Limit in Soils

واختبار الانحناء لتحديد الحد البلاستيك Atterberg في التربة

The thread rolling test is the most commonly used method to determine the plastic limit (PL) in soils. It has been widely criticized, because a ...

Extraction and Analysis of Microbial Phospholipid Fatty Acids in Soils

استخراج وتحليل الميكروبية الفوسفوليبيدية الأحماض الدهنية في التربة

Phospholipid fatty acids (PLFAs) are key components of microbial cell membranes. The analysis of PLFAs extracted from soils can provide information about ...

Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

طرق اختزال التربة لرصد التغيرات في تركيزات الكيميائية للتربة الغابات

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

A 3-dimensional (3D)-printed Template for High Throughput Zebrafish Embryo Arraying

A 3-dimensional 3D-printed Template for High Throughput Zebrafish Embryo Arraying

3-الأبعاد (3D)--طباعة قالب للجنين الزرد الإنتاجية العالية أرايينج

The zebrafish is a globally recognized fresh water organism frequently used in developmental biology, environmental toxicology, and human disease related ...

Sampling Soils in a Heterogeneous Research Plot

الأرض أخذ عينات التربة في بحوث غير متجانسة

Soils are highly heterogeneous. In general, the number of soil samples required for soil research has always been determined arbitrarily and the ...

Combined Size and Density Fractionation of Soils for Investigations of Organo-Mineral Interactions

حجم المدمجة ووجود كثافة التربة للتحقيقات المتعلقة بالتفاعلات المعدنية Organo

Combined size and density fractionation (CSDF) is a method used to physically separate soil into fractions differing in particle size and mineralogy. CSDF ...