Name: an improved chemotaxis assay for the rapid identification of rhizobacterial chemoattractants in root exudates
Uploaded: 2022-03-25T13:30:00
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Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Nr. 31870493), den Key Research and Development Projects in Heilongjiang, China (GA21B007), und den Basic Research Fees of Universities in Heilongjiang Province, China (No. 135409103) unterstützt.

1. Materialien und Ausrüstung
ANMERKUNG: Bacillus altitudinis LZP02 (CP075052) wurde für diese Studie aus der Rhizosphäre von Reis im Nordosten Chinas isoliert12,13.
<ol><li>Kultur B. altitudinis LZP02 in Luria-Bertani (LB) medium (Pepton, 10 g L-1; NaCl, 8 g L-1 und Hefeextrakt, 5 g L-1) für 10 h. Zellen durch Zentrifugation bei 9.569 x g für ...

<ol>
	<li>Belas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biofilms,+flagella,+and+mechanosensing+of+surfaces+by+bacteria.">Biofilms, flagella, and mechanosensing of surfaces by bacteria.</a> Trends in Microbiology. 22 (9), 517-527 (2014).</li><li>Haichar, Z., Santaella, C., Heulin, T., Achouak, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Root+exudates+mediated+interactions+belowground.">Root exudates mediated interactions belowground.</a> Soil Biology and Biochemistry. 77 (7), 69-80 (2014).</li><li>Zhang, N., 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=Effects+of+different+plant+root+exudates+and+their+organic+acid+components+on+chemotaxis,+biofilm+formation+and+colonization+by+beneficial+rhizosphere-associated+bacterial+strains.">Effects of different plant root exudates and their organic acid components on chemotaxis, biofilm formation and colonization by beneficial rhizosphere-associated bacterial strains.</a> Plant and Soil. 374 (1-2), 689-700 (2014).</li><li>Zhang, N., 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=Whole+transcriptomic+analysis+of+the+plant-beneficial+rhizobacterium+Bacillus+amyloliquefaciens+SQR9+during+enhanced+biofilm+formation+regulated+by+maize+root+exudates.">Whole transcriptomic analysis of the plant-beneficial rhizobacterium Bacillus amyloliquefaciens SQR9 during enhanced biofilm formation regulated by maize root exudates.</a> BMC Genomics. 16 (1), 685 (2015).</li><li>Lui, Y., 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=Induced+root-secreted+D-galactose+functions+as+a+chemoattractant+and+enhances+the+biofilm+formation+of+Bacillus+velezensis+SQR9+in+an+mcpa-dependent+manner.">Induced root-secreted D-galactose functions as a chemoattractant and enhances the biofilm formation of Bacillus velezensis SQR9 in an mcpa-dependent manner.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 104 (17), 785-797 (2020).</li><li>Vora, S. M., Joshi, P., Belwalkar, M., 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=Root+exudates+influence+chemotaxis+and+colonization+of+diverse+plant+growth-promoting+rhizobacteria+in+the+Cajanus+cajan+-+Zea+mays+intercropping+system.">Root exudates influence chemotaxis and colonization of diverse plant growth-promoting rhizobacteria in the Cajanus cajan - Zea mays intercropping system.</a> Rhizosphere. 18 (12), 100331 (2021).</li><li>Sampedro, I., 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=Effects+of+halophyte+root+exudates+and+their+components+on+chemotaxis,+biofilm+formation+and+colonization+of+the+halophilic+bacterium+halomonas+anticariensis+FP35T.">Effects of halophyte root exudates and their components on chemotaxis, biofilm formation and colonization of the halophilic bacterium halomonas anticariensis FP35T.</a> Microorganisms. 8 (4), 575 (2020).</li><li>Liu, X. L., Raza, W., Ma, J. H., Huang, Q. W., Shen, Q. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dual+role+amino+acid+from+sesbania+rostrata+seed+exudates+in+the+chemotaxis+response+of+Azorhizobium+caulinodans+ORS571.">A dual role amino acid from sesbania rostrata seed exudates in the chemotaxis response of Azorhizobium caulinodans ORS571.</a> Molecular Plant-Microbe Interactions. 32 (9), 1134-1147 (2019).</li><li>Ling, N., Raza, W., Ma, J. H., Huang, Q. W., Shen, Q. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+role+of+organic+acids+in+watermelon+root+exudates+for+recruiting+Paenibacillus+polymyxa+SQR-21+in+the+rhizosphere.">Identification and role of organic acids in watermelon root exudates for recruiting Paenibacillus polymyxa SQR-21 in the rhizosphere.</a> European Journal of Soil Biology. 47 (6), 374-379 (2011).</li><li>Rudrappa, T., Czymmek, K. J., Pare, P. W., Bais, H. 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W., Ghimire, S. R., Shin, D. H., Lee, I. J., Kim, K. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allelopathic+effect+of+the+root+exudates+of+K21,+a+potent+allelopathic+rice.">Allelopathic effect of the root exudates of K21, a potent allelopathic rice.</a> Weed Biology and Management. 8 (2), 85-90 (2008).</li><li>Belimov, A. A., 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=Rhizobacteria+that+produce+auxins+and+contain+1-amino-cyclopropane-1-carboxylic+acid+deaminase+decrease+amino+acid+concentrations+in+the+rhizosphere+and+improve+growth+and+yield+of+well-watered+and+water-limited+potato+(Solanum+tuberosum).">Rhizobacteria that produce auxins and contain 1-amino-cyclopropane-1-carboxylic acid deaminase decrease amino acid concentrations in the rhizosphere and improve growth and yield of well-watered and water-limited potato (Solanum tuberosum).</a> Annals of Applied Biology. 167 (1), 11-25 (2015).</li><li>Ankati, S., Podile, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolites+in+the+root+exudates+of+groundnut+change+during+interaction+with+plant+growth+promoting+rhizobacteria+in+a+strain-specific+manner.">Metabolites in the root exudates of groundnut change during interaction with plant growth promoting rhizobacteria in a strain-specific manner.</a> Journal of Plant Physiology. 243, 153057 (2019).</li><li>Gordillo, F., Chavez, F., Jerez, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motility+and+chemotaxis+of+Pseudomonas+sp.+B4+towards+polychlorobiphenyls+and+chlorobenzoates.">Motility and chemotaxis of Pseudomonas sp. B4 towards polychlorobiphenyls and chlorobenzoates.</a> FEMS Microbiology Ecology. 60 (2), 322-328 (2007).</li><li>Bais, H. P., Weir, T. L., Perry, L. G., Gilroy, S., Vivanco, J. M. <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+root+exudates+in+rhizosphere+interactions+with+plants+and+other+organisms.">The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms.</a> Annual Review of Plant Biology. 57, 233-266 (2006).</li><li>Badri, D. V., Vivanco, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+and+function+of+root+exudates.">Regulation and function of root exudates.</a> Plant Cell Environment. 32 (6), 666-681 (2009).</li><li>Badri, D. V., Weir, T. L., Lelie, D., Vivanco, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhizosphere+chemical+dialogues:+plant-microbe+interactions.">Rhizosphere chemical dialogues: plant-microbe interactions.</a> Curr Opin Biotech. Current Opinion in Biotechnology. 20 (6), 642-650 (2009).</li><li>Kamilova, F., Kravchenko, L. V., Shaposhnikov, A. I., Makarova, N., Lugtenberg, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+the+tomato+pathogen+Fusarium+oxysporum+f.+sp.+radicis-lycopersici+and+of+the+biocontrol+bacterium+Pseudomonas+fluorescens+WCS365.">Effects of the tomato pathogen Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici and of the biocontrol bacterium Pseudomonas fluorescens WCS365.</a> Molecular Plant-Microbe Interactions. 19 (10), 1121-1126 (2006).</li><li>Kamilova, F., 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=Organic+acids,+sugars,+and+L-tryptophane+in+exudates+of+vegetables+growing+on+stonewool+and+their+effects+on+activities+of+rhizosphere+bacteria.">Organic acids, sugars, and L-tryptophane in exudates of vegetables growing on stonewool and their effects on activities of rhizosphere bacteria.</a> Molecular Plant-Microbe Interactions. 19 (3), 250-256 (2006).</li><li>Badri, D. V., Vivanco, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+and+function+of+root+exudates.">Regulation and function of root exudates.</a> Plant Cell Environment. 32 (6), 666-681 (2009).</li><li>Hao, W. Y., Ren, L. X., Ran, W., Shen, Q. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allelopathic+effects+of+root+exudates+from+watermelon+and+rice+plants+on+Fusarium+oxysporum+f.sp.+Niveum.">Allelopathic effects of root exudates from watermelon and rice plants on Fusarium oxysporum f.sp. Niveum.</a> Plant and Soil. 336 (1-2), 485-497 (2010).</li><li>Hao, Z. P., Wang, Q., Christie, P., Li, 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=Allelopathic+potential+of+watermelon+tissues+and+root+exudates.">Allelopathic potential of watermelon tissues and root exudates.</a> Scientia Horticulturae. 112 (3), 315-320 (2007).</li></ol>

Zunehmende Forschungen deuten darauf hin, dass Pflanzen-Bakterien-Interaktionen hauptsächlich in der Rhizosphäre auftreten und durch Wurzelexsudate beeinflusst werden20,21,22,23,24. Pflanzenwurzelexsudate umfassen eine Vielzahl von Primärmetaboliten, darunter Phenolsäuren, organische Säuren und Aminosäuren sowie komplexere Sekundärverbindungen25,26,27.<...

Chemotaxis ist wichtig für die Besiedlung von pflanzenwachstumsfördernden Rhizobakterien (PGPR) auf Wurzeln und für das Verständnis von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen1. Eine Klasse niedermolekularer Verbindungen (Chemoattraktiva) in Pflanzenwurzelexsudaten induziert die chemotaktische Bewegung von PGPR in die Rhizosphäre2. Apfelsäure, Zitronensäure und andere Komponenten in den Wurzelexsudaten stimulieren die Chemotaxis von Bacillus-Stämmen3. Zum Beispiel rekrutieren Glukose, Zitronensäure und Fumarsäure in Maiswurzelexsudaten Bakterien an die Wurzeloberfläche4. D-Galactose, die aus Wurzelexsudaten gewonnen wird, induziert die Chemotaxis von Bacillus velezensis SQR95. Organische Säuren, einschließlich Fumarat, Apfelsäure und Bernsteinat, beeinflussen die Chemotaxis und die Besiedlung verschiedener PGPR im Cajanus cajan - Zea mays Zwischenfruchtsystem6. Oleanolsäure in Reiswurzelexsudaten wirkt als Chemoattraktivum für den Stamm FP357. Andere pflanzliche Exsudate (einschließlich Histidin, Arginin und Aspartat) können eine entscheidende Rolle bei der chemotaktischen Reaktion von Bakterien spielen8. Pflanzenexsudate fungieren als Signal, um die Bewegung von Bakterien zu steuern, was der erste Schritt während der Rhizosphärenbesiedlung ist. Die Pflanzenbesiedlung durch PGPR ist ein Prozess von enormer Relevanz, da PGPR für den Pflanzenwirt von Vorteil sind.
Viele Methoden wurden zur Analyse der bakteriellen Chemotaxis verwendet. Die Schwimmplattenmethode ist eine der zuvor beschriebenen Methoden9. Bei diesem Verfahren wurden Platten mit einem halbfesten Medium hergestellt. Ein chemotaktischer Puffer, der Agar (1,0%, w/v) enthielt, wurde der Platte zugesetzt. Der Puffer wird erhitzt und dann mit dem Chemoattraktivum gemischt. Dann wurden 8 μL Bakteriensuspension tropfenweise in die Mitte der Platte gegeben und die Platte bei 28 °C in einen Inkubator gegeben. Die Platte wurde regelmäßig beobachtet und fotografiert. Der experimentelle Zyklus der Schwimmplattenmethode war jedoch sehr lang. Bei der kapillarartigen Methode10 dient eine Pipettenspitze als Kammer zur Aufnahme von 100 μL Bakteriensuspension. 1 ml Spritzennadel wurde als Kapillare verwendet. In die 100 μL Pipettenspitze wurde eine Spritzennadel mit Chemotraktoren mit unterschiedlichen Konzentrationsgradienten eingeführt. Nach der Inkubation bei Raumtemperatur für 3 h wurde die Spritzennadel entfernt, der Inhalt verdünnt und auf dem Medium plattiert. Die bakterielle Akkumulation in der Spritze wurde durch koloniebildende Einheiten (CFUs) in den Platten dargestellt. Der experimentelle Fehler innerhalb von Replikaten für die kapillarartige Methode war jedoch groß. Eine andere Methode verwendete ein mikrofluidisches SlipChip-Gerät11. Kurz gesagt, Rinderserumalbumin (BSA) -Lösung wurde in alle Kanäle injiziert und mit einem Vakuum entfernt. Die Lösungen, die verschiedene Chemoattraktiva (1 mM-Konzentration nur für den qualitativen Nachweis), Bakterienzellen, die in phosphatgepufferter Kochsalzlösung suspendiert sind, und phosphatgepufferter Kochsalzpuffer (Negativkontrolle) enthielten, wurden den oberen, mittleren bzw. unteren Mikrobohrlöchern zugesetzt. Die Inkubation wurde dann in einer dunklen Umgebung bei Raumtemperatur für 30 min durchgeführt. Die Bakterienzellen wurden dann in den Mikrotrüchtigen nachgewiesen. Das mikrofluidische SlipChip-Gerät war jedoch teuer. Daher hatte jede der oben beschriebenen Methoden Vor- und Nachteile.
Wir haben einen verbesserten Chemotaxis-Assay zur schnellen Identifizierung von rhizobakteriellen Chemoattraktiva in Wurzelexsudaten unter Verwendung steriler Glasobjektträger ohne komplizierte Schritte etabliert. In dieser Studie überwand die Methode durch mehrfache Vergleiche experimenteller Ergebnisse mehrere Mängel herkömmlicher bakterieller Chemotaxis-Methoden. Die Methode reduzierte den Fehler der Plattenzählung und verkürzte den Versuchszyklus. Wenn diese neue Methode zur Identifizierung einer chemoattraktiven Substanz verwendet wird, kann sie 2-3 Tage einsparen und die Kosten für experimentelle Materialien senken.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>2,5-dihydroxybenzoic acid</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>490-79-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>CNW Technologies</td>
			<td>75-05-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium acetate</td>
			<td>CNW Technologies</td>
			<td>631-61-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Caffeic acid</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>331-39-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Heraeus Fresco17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Citric acid</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>77-92-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clean bench</td>
			<td>Shanghai Boxun Industrial Co., Ltd.</td>
			<td>BJ-CD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferulic acid</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>1135-24-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formic acid</td>
			<td>CNW Technologies</td>
			<td>64-18-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fructose</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>57-48-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Galactose</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>59-23-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycine</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>56-40-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grinding Mill</td>
			<td>Shanghai Jingxin Industrial Development 
			Co., Ltd.</td>
			<td>JXFSTPRP-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histidine</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>71-00-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Internal standard: 2-Chloro-L-phenylalanine</td>
			<td>Shanghai Hengbai Biotech C.,Ltd.</td>
			<td>103616-89-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leucine</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>61-90-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Malic acid</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>6915-15-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mannose</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>3458-28-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass Spectrometer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Q Exactive Focus</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>CNW Technologies</td>
			<td>67-56-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>BX43</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenylalanine</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>63-91-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proline</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>147-85-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scales</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>BSA124S-CW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serine</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>56-45-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Threonine</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>72-19-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UHPLC</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>1290 UHPLC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound Instrument</td>
			<td>Shenzhen Leidebang Electronics 
			Co., Ltd.</td>
			<td>PS-60AL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Valine</td>
			<td>Beijing InnoChem Science &#38; Technology C.,Ltd.</td>
			<td>7004-03-7</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an improved chemotaxis assay for the rapid identification of rhizobacterial chemoattractants in root exudates

Die Chemotaxis-Identifizierung ist sehr wichtig für die Erforschung und Anwendung von rhizosphärenwachstumsfördernden Bakterien. Wir haben eine einfache Methode etabliert, um schnell die Chemoattraktiva zu identifizieren, die die chemotaktische Bewegung von rhizosphärenwachstumsfördernden Bakterien auf sterilen Glasobjektträgern in einfachen Schritten induzieren könnten. Bakterienlösung (OD600 = 0,5) und sterile chemoattraktive wässrige Lösung wurden im Abstand von 1 cm tropfenweise auf den Glasobjektträger gegeben. Eine Impfschleife wurde verwendet, um die chemoattraktive wässrige Lösung mit der bakteriellen Lösung zu verbinden. Die Rutsche wurde bei Raumtemperatur für 20 min auf der sauberen Bank gehalten. Schließlich wurde die chemoattraktive wässrige Lösung für die Bakterienzählung und mikroskopische Beobachtung gesammelt. In dieser Studie überwand die Methode durch mehrfache Vergleiche experimenteller Ergebnisse mehrere Mängel herkömmlicher bakterieller Chemotaxis-Methoden. Die Methode reduzierte den Fehler der Plattenzählung und verkürzte den Versuchszyklus. Für die Identifizierung von chemoattraktiven Substanzen kann diese neue Methode im Vergleich zur herkömmlichen Methode 2-3 Tage einsparen. Darüber hinaus ermöglicht diese Methode jedem Forscher, ein bakterielles Chemotaxis-Experiment innerhalb von 1-2 Tagen systematisch abzuschließen. Das Protokoll kann als wertvolle Ressource für das Verständnis von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen angesehen werden.

Insgesamt wurden 584 bzw. 937 bekannte Metaboliten im positiven bzw. negativen Ionenindex nachgewiesen. Frühere Studien haben gezeigt, dass Chemoattraktiva typischerweise organische Säuren, Aminosäuren und Kohlenhydrate sind17,18.
In dieser Studie wurden 16 Arten von Chemoattraktiva aus den LC-MS-Studien in den Reis-Rhizosphären-Exsudaten für nachfolgende Experimente ausgewählt (Tabelle 1). Mit der Schwimmplatten...

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An Improved Chemotaxis Assay for the Rapid Identification of Rhizobacterial Chemoattractants in Root Exudates

Hier präsentieren wir ein verbessertes Chemotaxis-Assay-Protokoll. Ziel dieses Protokolls ist es, die Schritte und Kosten herkömmlicher bakterieller Chemotaxis-Methoden zu reduzieren und als wertvolle Ressource für das Verständnis von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen zu dienen.

Ein verbesserter Chemotaxis-Assay zur schnellen Identifizierung von rhizobakteriellen Chemoattraktantien in Wurzelexsudaten

Chemotaxis identification is very important for the research and application of rhizosphere growth-promoting bacteria. We established a straightforward ...

Die Arbeit berichtete über die Identifizierung von Chemoattraktiva von Rhizobakterien in Wurzelexsudaten unter Verwendung eines verbesserten Chemotaxis-Assays. Chemotaxis-Implantatwurzelbetätigungen sind wichtig für die Wurzelbesiedlung für das Pflanzenwachstum, die Förderung von Rhizobienbakterien und für die Bereitstellung der hilfreichen Fraktionen von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen. Viele Methoden wurden zur Analyse der bakteriellen Chemotaxis verwendet.Zum Beispiel Schwimmplattenmethode, Cappilary-ähnliche Methode, mikrofluidisches Slipchip-Gerät. Der Experimentzyklus der Schwimmplattenmethode war lang. Der experimentelle Fehler der Cappilary-ähnlichen Methode wurde gestartet, mikrofluidische Slipchip-Gerät ist teuer zu experimentieren.Wir haben eine einfache Methode etabliert, um schnell das Chemoattraktivum zu identifizieren, das die chemotaktische Bewegung von rhizosphärenwachstumsfördernden Bakterien mit sterilen Glasobjektträgern ohne komplizierte Schritte induzieren könnte. Die Methode reduzierte den Fehler der Plattenzählung und verkürzte den Experimentzyklus. In Bezug auf die Identifizierung einer chemoattraktiven Substanz könnte die neue Methode 2-3 Tage einsparen und auch die Kosten für experimentelle Materialien senken.Verteilen Sie zufällig Reissamen in der Anbaukammerkultur entsteht für eine Woche und fügen Sie zweimal steriles Wasser hinzu. Wählen Sie die Reissämlinge ähnlicher Größe aus und pflanzen Sie sie in einem 50 Milliliter Ms flüssiges Medium. Inkubieren Sie für 48 Stunden bei 22 Grad Celsius und septischen Bedingungen.Reiswurzelexsudate werden in das Ms-Medium freigesetzt. Flüssigkeitschromatographie Massenspektrometrie Die Analyse wurde mit dem UHPLC-System durchgeführt. Bereiten Sie chemoattraktive wässrige Lösung vor, um sicherzustellen, dass sie steril ist.Filtern Sie die chemoattraktive Lösung mit einem 0,22 Mikrometer Bakterienfilter. Die chemoattraktive wässrige Lösung war die aus den LCMS-Studien erhaltene Einzelsubstanz, die in Wasser gelöst wurde. Als Beispiel wurde die Citrix Acid-Lösung verwendet.Alle Aktionen müssen an der Seite der Lampe ausgeführt werden. Markieren Sie die mittlere Position des Glasobjektträgers in einem Abstand von 1 Zentimeter. Stellen Sie sicher, dass der Glasobjektträger mehrmals auf der Flamme sterilisiert wird.An der 30 Mikroliter chemoattraktiven Lösung auf der linken Seite des Glasobjektträgers wird sichergestellt, dass Bakterien bis ins logarithmische Stadium kultiviert wurden. Fügen Sie die 30 Mikroliter-Bakterienlösung auf der rechten Seite des Glasobjektträgers hinzu. Sterilisieren Sie die Impfschleife mehrmals auf der Flamme mit der Impfschleife, um die chemoattraktive wässrige Lösung mit der Bakterienlösung zu verbinden, und halten Sie sie 20 Minuten lang auf einer sauberen Bank bei Raumtemperatur.Nach 20 Minuten trennen Sie die Verbindungsleitung mit Filterpapier. Stellen Sie sicher, dass das 1,5 Milliliter zentrifugierte Röhrchen steril ist. Sammeln Sie die chemoattraktive wässrige Lösung auf der linken Seite des Glasobjektträgers.Die Lösung wird in das sterile zentrifugierte Röhrchen mit 1,5 Millilitern überführt. Geben Sie das entsprechende Volumen des Zellfrontfarbstoffs in das zentrifugierte Röhrchen. Sammeln Sie nach 2 Minuten die fehlbaren Flüssigkeiten für die Bakterienzählung und mikroskopische Beobachtung mit einer Blutzählkammer.Bestimmen Sie die Anzahl der lebensfähigen Mikroorganismen, die angezogen werden, mit einer folgenden Gleichung. Ein höherer RCI weist auf eine starke Reaktion auf das Chemoattraktivum hin. Die Ergebnisse zeigten, dass Zitronensäure und Kaffeesäure die höchsten Chemotaxis-Indizes aufweisen.Die Ergebnisse der neuen Chemotaxis-Assay-Methode schrieben, dass die bakterielle Dosenkonzentration von Zitronensäure, Kaffeesäure und Galactose-Experimenten signifikant höher war als die der Kontrollgruppe und der Positivkontrolle. Zitronensäure schrieb die stärkste Chemotaxis. Die experimentellen Ergebnisse stimmten mit den Ergebnissen traditioneller Methoden überein.Dieses Videoprotokoll kann als wertvolle Ressource zur Aufklärung von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen dargestellt werden.

Research

JoVE Journal

Biology

C. elegans Chemotaxis Assay

C. elegans Chemotaxis Assay

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Many organisms use chemotaxis to seek out food sources, avoid noxious substances, and find mates.  Caenorhabditis elegans has impressive chemotaxis ...

Forschung

Biologie

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Drosophila has proven to be a useful model system for analysis of behavior, including flight. The initial flight tester involved dropping flies into an ...

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Determining the mode of action of bioactive chemicals is of interest to a broad range of academic, pharmaceutical, and industrial scientists. ...

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Intricate gene regulatory networks orchestrate biological processes and developmental transitions in plants. Selective transcriptional activation and ...

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Plant Promoter Analysis: Identification and Characterization of Root Nodule Specific Promoter in the Common Bean

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Plant-Microbe Interaction: Transcriptional Response of Bacillus Mycoides to Potato Root Exudates

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Pflanze-Mikroben-Interaktion: Transcriptional Antwort des Bacillus Mycoides auf Kartoffel Wurzelausscheidungen

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SA-&#946;-Galactosidase-Based Screening Assay for the Identification of Senotherapeutic Drugs

SA-ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-Galactosidase-Based Screening Assay for the Identification of Senotherapeutic Drugs

SA--Galactosidase-basierter Screening-Test zur Identifizierung von Senotherapeutischen Arzneimitteln

Cell senescence is one of the hallmarks of aging known to negatively influence a healthy lifespan. Drugs able to kill senescent cells specifically in cell ...

Rapid In Vivo Fixation and Isolation of Translational Complexes from Eukaryotic Cells

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Schnelle In-vivo-Fixierung und Isolierung translationaler Komplexe aus eukaryotischen Zellen

Rapid responses involving fast redistribution of messenger(m)RNA and alterations of mRNA translation are pertinent to ongoing homeostatic adjustments of ...