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

Авторы хотели бы поблагодарить Kalyani Мухунтхар за помощь в лабораторных процедур, ли Opdahl для уборки пшеницы генотип, винограда Конкорд исследования Вашингтон государственный совет и центр университета штата Вашингтон для поддержания сельского хозяйства и Природные ресурсы для BIOAg Грант для поддержки этой работы. Дополнительное финансирование было предоставлено USDA/НИФА через люк проекта 1014527.

Примечание: Расположение поля сайта: Университет штата Вашингтон, завод патологии фермы (46 ° 46' 38,0" N 117 ° 04' 57,4» W). Семена были посеяны, используя Механические сеялки на 19 октября 2017. Каждый генотипов пшеницы было посажено в headrows, примерно в 1 метра друг от друга во избежание дублирования ко?...

<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>

Основным результатом этой работы является производство новой методологии, которая может использоваться для быстрого обогащения для siderophore производства микробов при количественном измерении siderophore производством в образце окружающей среды. Методология является быстрым, простым и эко?...

Siderophores являются важными биомолекул участвует главным образом в железо Хелаты для биодоступность, но с широкий спектр дополнительных целей в наземных и водных экосистем, начиная от микроорганизмов кворума зондирования, сигнализации для микробной растений хозяев, стимулирования роста растений, сотрудничества и конкуренции в рамках сложных микробных сообществ1,2. Siderophores можно подразделить по их активных сайтов и структурных особенностей, создание четырех основных типов: карбоксилат, hydroxamate, catecholate и смешанные типы3,4. Многие микроорганизмы способны выделяют более чем один тип siderophore5 и в сложных общинах, подавляющее большинство организмов biosynthesize мембранных рецепторов разрешить поглощение даже широкий спектр siderophores1, 6. Недавние работы показывает, что siderophores имеют особенно важное значение на уровне общин и даже в коммуникации между Королевством и биогеохимических переводы7,8,9,10 ,11.
Хром azurol сульфонатных (CAS) был использован для более чем 30 лет в качестве агента хелатирующих для связывания железа (Fe) таким образом, что добавление лигандов (т.е. siderophores) может привести к диссоциации CAS-Fe комплекса, создавая изменения легко идентифицировать цвета в среднесрочной 12. когда CAS связан с Fe, краситель появляется как Королевский синий цвет, и как комплекс CAS-Fe разъединяет, средний меняет цвет в зависимости от типа лигандов для Мусоробот Fe-13. Первоначальный, на основе жидкости среднего, установленные Schwyn и Нейлэндс в 1987 году, был изменен в много способов, чтобы вместить изменения микробной цели14, роста привычки и ограничения15, а также различных металлов, кроме Fe, включая алюминия, марганца, кобальта, кадмий никель, литий, цинка16, медные17и даже мышьяк18.
Многие патогенов человека, а также как посадить роста развитие микроорганизмов (PGPM) были определены как siderophore производителей организмов3,19,20и важные ризосфере и эндофитные PGPM часто тест siderophore производство4положительный. Традиционный метод жидкость на основе Fe был адаптирован к микротитровальных тестирования изолятов культивирования для производства siderophore21. Однако эти методы не признать важность микробных в целом (микрофлора), в сотрудничестве и потенциал регулирования производства siderophore в почве и растений систем22. По этой причине мы разработали общинного уровня оценки высок объём производства siderophore из определенной среды, основанные на традиционной assay CAS, но с репликации, простота измерения, надежность и воспроизводимость в микропланшетов анализа.
В этом исследовании экономически эффективных, высокопроизводительных assay CAS-Fe для обнаружения siderophore производства представлен для оценки обогащения siderophore производства из сложных образцов (то есть, гомогенатах ткани почвы и растений). Массовая, слабо связанные и плотно прыгните ризосфере почвы (с точки зрения как почвы был привязан к корню) были получены вместе с зерном, стрелять и тканей корня из четырех генотипов собственный пшеницы (Triticum aestivum L.): Lewjain, Мадсен, PI561725, и PI561727. Было предположить, что фундаментальные различия в генотипов пшеницы может привести к различиям в подбор siderophore, производства общин. Особый интерес это различие между микробных сообществ, связанной с линией isogenic PI561725, который является алюминий терпимая(ый), потому что он обладает ALMT1 (алюминий активированный малат транспортер 1), по сравнению с алюминия чувствительных PI561727 isogenic линия, которая обладает гибкой формы-алюминиевые гена, almt123,24,25,26. Главной задачей этого исследования было разработать простой, быстрый метод количественной оценки производства siderophore в siderophore обогащения культур сложных образцов типов при сохранении культур для будущей работы.

<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 (низкий молекулярный вес металла хелатными соединениями) имеют важное значение в различные экологические явления, начиная от железа (Fe) биогеохимических циклов в почвах, возбудитель конкуренции, стимулирования роста растений, и кросс Королевство сигнализации. Кроме того siderophores также имеют коммерческий интерес в биологическое выщелачивание и bioweathering минералов и руд металлов подшипника. Быстрое, экономически эффективные и надежные средства количественной оценки производства siderophore в сложных образцов является ключом к выявлению важных аспектов экологических последствий siderophore деятельности, в том числе, Роман siderophore, производства микробов. Представленные здесь метод был разработан для оценки деятельности siderophore в такт микрофлора сообществ, в пробах окружающей среды, таких как почвы или растения тканей. Образцы были гомогенизированные разводят в изменение средних M9 (без Fe), и обогащения культур были инкубировали в течение 3 дней. Siderophore производство оценивалась в пробах на 24, 48 и 72 часов (h) использование Роман 96-луночных микропланшетов CAS (хром azurol сульфонатных)-Fe агар пробирного, адаптация традиционно утомительным и трудоемким колориметрический метод оценки siderophore деятельность, на индивидуальных возделываемых микробной изолятов. Мы обратились в наш метод для 4 различных генотипов/линий пшеницы (Triticum aestivum L.), включая Lewjain, Мадсен и PI561725 и PI561727, обычно выращивается внутреннему Тихоокеанском северо-западе. Siderophore производство четко затронуты генотипов пшеницы и в конкретных видах тканей растений наблюдается. Мы успешно использовали наш метод для быстро экран для влияния генотип растений на siderophore производстве, одной из ключевых функций в наземных и водных экосистем. Мы произвели много технических реплицирует, уступая очень надежные статистические различия в почвах и в тканях растений. Важно отметить, что результаты показывают, что предложенный метод может использоваться для быстро изучить производство siderophore в сложных образцов с высокой степенью надежности, в манере, которая позволяет общинам необходимо сохранить для дальнейшей работы для определения таксонов и функциональных генов.

Смесь biosynthesized pyoverdine, Pseudomonas fluorescens был использован в качестве стандарта для интерпретации и количественного определения оптической плотности (на 420 Нм) образцов эквивалентах pyoverdine в мкм. на рисунке 1 показана взаимосвязь между поглощения (420 Нм) и ко...

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

Мы представляем собой протокол для быстрого отбора экологических проб для потенциальных siderophore, способствуя биодоступность микроэлементов и оборот в наземных систем.

Высок объём Siderophore скрининг от проб окружающей среды: растительных тканей, сыпучих грунтов и ризосфере почвы

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

Siderophores являются низкий молекулярный вес, металл-хелатирующих биомолекул, участвующих в железной езде на велосипеде в окружающей среде. Этот протокол позволяет быстро оценить пропускную способность siderophore в пробах почвы и растений. Предыдущие методы обнаружения siderophore ликвидировали критически важную среду микробного сообщества.Наша методика позволяет обнаруживать в относительно нетронутом микробном сообществе и среде обитания, в которой он участвует. Поскольку наличие железа имеет решающее значение для продуктивности сельского хозяйства, поэтому в этом протоколе может быть использован для исследования роли микробов в модулирование доступности железа для растений. Кроме того, этот метод можно было бы использовать для оценки воздействия практики управления фермерскими хозяйствами на здоровье почв и общины, производящие побочные эффекты, а также на развитие таких общин с течением времени.Для начала, кислота мыть всю стеклянную посуду в 100 миллимоляры соляной 100 миллимоляновой азотной кислоты в течение как минимум двух часов до использования в анализе CAS. Приготовьте алюминиевую форму для выпечки, наполненную песком лабораторного класса, и накройте ее алюминиевой фольгой. Автоклав при 121 градусе по Цельсию в течение 30 минут и отложите в сторону.Приготовьте HDTMA, добавив 0365 граммов до 20 миллилитров двойной деионизированной воды, и поместите раствор в водяной бане при 37 градусах по Цельсию для содействия solubilization. Добавьте 0302 грамма CAS в 25 миллилитров двойной деионизированной воды, нежно помешивая стерильным магнитным батончиком. Затем добавьте пять миллилитров одного гексагидрата хлорида железа моляра в 25 миллилитров раствора CAS, продолжая при этом мягко перемешивать.Теперь медленно добавьте 20 миллилитров раствора HDTMA в сложный раствор железа CAS, нежно помешивая. Подготовьте буферный раствор, растворив 15,12 грамма PIPES в 375 миллилитров двойной деионизированной воды с нежно помешивая. Отрегулируйте рН до 6,8 с помощью пяти гидроксида молярного натрия.Затем добавьте воду, чтобы довести объем до 450 миллилитров. Теперь добавьте пять граммов агарозы в раствор. Автоклав буферного раствора PIPES и комплексного решения IRON CAS при 121 градусе по Цельсию в течение 30 минут.Аккуратно добавьте все комплексное решение iron CAS в весь буфер PIPES в шкафу биобезопасности после того, как каждый из них был автоматически. Поместите смешанный раствор в водяную баню при 50 градусах по Цельсию. Теперь поместите стерильный реагент лодки в стерильный песок в шкаф биобезопасности и тепла до 50 градусов по Цельсию.Перенесите железный комплекс CAS agar на лодку, затем быстро aliquot 100 микролитров к каждой колодец ясного плоского дна стерильной 96-ну микроплюс. Подготовка 800 микромоляных пиовердов стандарта в ранее подготовленной модифицированной среде M9. Разбавьте раствор в 400, 200, 100, 50, 25, 12,5 и 6,25 микромолярных растворов.Добавьте EDTA в 500 миллилитров ранее подготовленной модифицированной среды M9 для подготовки стандарта EDTA 3,2 миллимоляра. Разбавьте этот раствор в 1600, 800, 400, 200, 100, 50, 25, 12,5 и 6,25 микромолярных растворов. Чтобы создать стандартную кривую, добавьте 100 микролитров каждой концентрации пиовердина и ЭДТА в отдельные скважины 96-ну микроплета, содержащего 100 микролитров железа CAS сложной агарной среды.Сделайте дубликаты технических репликаций каждой концентрации. Также добавьте пустые колодцы только с M9. Используя считыватель микроплатформ, измеряйте абсорбцию после инкубации через один, шесть и 24 часа при 22 градусах Цельсия и используйте измерения абсорбции для генерации стандартных кривых. Вымойте оборудование для отбора проб с 22 микрон фильтр двойной деионизированной воды следуют 70% этанола и протрите бумажными полотенцами.Выполните стирку перед отбором проб и между образцами для поддержания стерильной техники и уменьшения перекрестного загрязнения. После excising тканей завода и выкапывать малый шарик корня от заводов в поле, поместите шарик корня в отдельно обозначенный полиэтиленовый пакет для разъединения образца в окружающей среде лаборатории. Поместите все образцы непосредственно на лед и держите при четырех градусах по Цельсию до тех пор, пока образцы не будут обработаны для анализа производства siderophore.Отдельные корневые связанные образцы почвы навалом, слабо связаны корневой почвы и плотно связаны корневой почвы. Для этого вынюхите корневые шарики из мешков и аккуратно стряхнуть почву с корневого шарика. Потрясенный от почвы, вместе с почвой, оставленной в мешке, составляют основную почву.Это слабо связанная ризосферная почва. Создайте плотно связанную почву rhizopshere, взяв корни с плотно связанным образцом и положив их в центрифугу трубки. Добавьте 30 миллилитров двойной деионизированной воды и вихря в течение двух-трех минут.Удалите корни, чтобы получить плотно связаны ризосфере почвы суспензии разбавления. Гомогенизировать каждый образец почвы в образец мешок путем смешивания и поворота почвы как можно больше, не открывая мешок. После того, как каждый образец был тщательно смешан, aliquot и приостановить два грамма каждого образца почвы в 20 миллилитров модифицированных M9 среды в стерильной 50 миллилитров центрифуги трубки.Разбавить образец, а затем запечатать трубку стерильной вилкой пены, чтобы аэрация. Для плотно связанных образцов ризосферы добавьте два миллилитров навоза корневой почвы в 20 миллилитров модифицированной среды M9 в стерильную 50-миллилитровую центрифугу. Разбавить образец, а затем запечатать трубку стерильной вилкой пены, чтобы аэрация.Чтобы подготовить образец ткани, поверхность стерилизовать корень, стрелять, и зерно с 70%этанола. Macerate два грамма свежей ткани в 20 миллилитров модифицированной среды M9 с помощью блендера на высоком в течение 30 секунд. Затем перенесите образец в стерильную 50-миллилитровую центрифугу, разбавьте и загерметите трубку стерильной пенопластовой вилкой.Чтобы обогатить производство siderophore через ограничение железа инкубировать 50 миллилитров центрифуг трубки при комнатной температуре и встряхнуть при 160 об/мин. В 24, 48 и 72 часа после начала культуры обогащения удалите один миллилитр подсемейки из обогатительных труб с использованием стерильной техники. Центрифуга подлагерей на 10000 раз G в течение одной минуты в двух миллилитровых центрифуг труб гранулировать клетки.Используя стерильную технику, добавьте 100 микролитров супернатанта к 100 микролитровому раствору железа CAS комплексного агара в дублировании или тройном в микропластине. Также добавьте 100 микролитров стерильной среды M9 в качестве заготовок. Затем инкубировать пластину при 28 градусах по Цельсию.Каждая пластина должна быть запечатана и покрыта фольгой перед размещением в инкубаторе. Приостановить оставшиеся супернатанты и гранулы для каждого образца в свой собственный стерильный две миллилитровые центрифуги трубки. Добавьте 400 микролитров стерильного глицерола в каждую образец супернатантной трубки и повторно приостановите гранулы для создания запасов глицерола.Заморозить запас при температуре минус 80 градусов по Цельсию для более длительного анализа. Измерьте поглощение на 6, 24, 48 и 72 часах на длине волны 420 нанометров. Биосинтезированная псевдомонасом смесь пиовердина флуоресцента использовалась в качестве стандарта для интерпретации и количественной оценки абсорбции образцов в образцах эквивалентности пиовердина в микромоларе.Здесь показана взаимосвязь между абсорбатью на 420 нанометров и стартовой концентрацией пиовердина. Siderophore активность 72-часового обогащения была оценена в 48 часов инкубации для определения влияния генотипа и типа образца на изоляцию siderophore. Активность сайдрофора в массовых образцах почвы была относительно низкой и не проявляла различий между генотипом пшеницы, из которого была отобрана основная почва.Тем не менее, обогащение слабо связанной почвы, изолированной от генотипа 725, продемонстрировали большую выработку сайдрофора по сравнению со слабо связанной почвой из Мадсена и 727, но не от Левджайна. И наоборот, побочные эффекты производства в обогащении из плотно связанной почвы не сильно зависит от генотипа. Культуры обогащения зерновых тканей дали относительно низкое производство siderophore независимо от генотипа.Обогащение ткани Lewjain стрелять было значительно ниже siderophore производства, чем другие генотипы, и 725 стрелять ткани культур привело к более переменной siderophore производства. Наибольшая разница в активности siderophore наблюдалась в культурах обогащения корневых тканей, где 725 имели более чем на 200% большую активность боковогофора, чем все другие генотипы. Одним из наиболее облагающих налогом аспектов выполнения протокола является поддержание асептических условий при выполнении многих шагов по созданию микропластицы CAS iron agar и тестированию образцов для активности siderophore.Широкий спектр хроматографических методов, основанных на культуре или ДНК, может быть применен либо к фактическому микротитру, либо к культуре глицерола для дальнейших биохимических тестов или генетической характеристики и метаболического моделирования. С помощью этого протокола siderophore активность может быть позже связана с конкретными организмами, ответственными за эту деятельность или впоследствии направлены в качестве механизма для более крупных экологических воздействий. Этот протокол можно было бы легко модифицировать для оценки производства siderophore в культурах обогащения, полученных из образцов, взятых из других экологических отсеков, включая воздух, воду и отложения.

Research

JoVE Journal

Environment

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

Определение микробной внеклеточной ферментативной активности в вод, почв и донных отложений с использованием высокой пропускной MICROPLATE Анализы

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

Интегрированный полевой Lysimetry и поровой воде Отбор проб для оценки химической мобильности в почвах и создания растительности

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

Измерение содержания парниковых газов Flux от сельскохозяйственных почв с использованием статических палаты

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

Физическая изоляция эндоспор из проб окружающей среды на целевой лизис вегетативных клеток

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

Испытания на изгиб для определения Atterberg пластиковые предел в почвах

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

Добыча и анализ микробных фосфолипидов жирных кислот в почвах

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

Методы почвенной ресэмпинга для мониторинга изменений в концентрации химического вещества лесных почв

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

Трехмерный (3D)-напечатан шаблон для высокой пропускной способности Zebrafish эмбриона одевающ

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

Отбор проб почвы в гетерогенных исследований участок

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

Совокупный размер и плотность фракционирование почв для исследования взаимодействия органо минеральные

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