Name: लेखक स्पॉटलाइट: बेहतर माइक्रोबियल उर्वरक दक्षता के लिए पौधों की जड़ों पर राइजोबैक्टीरिया उपनिवेशीकरण को बढ़ाना
Uploaded: 2024-03-01T14:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Author Spotlight: Enhancing Rhizobacteria Colonization on Plant Roots for Improved Microbial Fertilizer Efficiency at JoVE.com

इस काम को नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना (32370135), चाइनीज एकेडमी ऑफ एग्रीकल्चरल साइंसेज (CAAS-CSAL-202302) के इनोवेशन प्रोग्राम, जिआंगसु वोकेशनल कॉलेज ऑफ एग्रीकल्चर एंड फॉरेस्ट्री (2021kj29) के विज्ञान और प्रौद्योगिकी परियोजना द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

1. बाँझ हाइड्रोपोनिक ए. थालियाना की खेती
<ol><li>ए. थालियाना के पौधे तैयार करें।<ol><li>कल्चर ए. थालियाना अंकुर माध्यम तैयार करें, जिसमें 2% (wt/vol) सुक्रोज और 0.9% (wt/vol) अगर के साथ 1/2 MS माध्यम (मुराशिगे...

राइजोबैक्टीरियल कॉलोनाइजेशन डिटेक्शन ऑन Arabidopsis thaliana

<ol>
	<li>Wang, B., Wan, C., Zeng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colonization+on+cotton+plants+with+a+GFP+labeled+strain+of+Bacillus+axarquiensis.">Colonization on cotton plants with a GFP labeled strain of Bacillus axarquiensis.</a> Curr Microbiol. 77 (10), 3085-3094 (2020).</li><li>Zhai, Z., 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+genetic+tool+for+production+of+GFP-expressing+Rhodopseudomonaspalustris+for+visualization+of+bacterial+colonization.">A genetic tool for production of GFP-expressing Rhodopseudomonaspalustris for visualization of bacterial colonization.</a> AMB Express. 9 (1), 141 (2019).</li><li>Synek, L., Rawat, A., L'Haridon, F., Weisskopf, L., Saad, M. 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SA187.</a> Environ Microbiol. 23 (10), 6223-6240 (2021).</li><li>Zhang, H., 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=Bacillus+velezensis+tolerance+to+the+induced+oxidative+stress+in+root+colonization+contributed+by+the+two-component+regulatory+system+sensor+ResE.">Bacillus velezensis tolerance to the induced oxidative stress in root colonization contributed by the two-component regulatory system sensor ResE.</a> Plant Cell Environ. 44 (9), 3094-3102 (2021).</li><li>Liu, 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=Plant+commensal+type+VII+secretion+system+causes+iron+leakage+from+roots+to+promote+colonization.">Plant commensal type VII secretion system causes iron leakage from roots to promote colonization.</a> Nat Microbiol. 8 (8), 1434-1449 (2023).</li><li>Feng, H., 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+chemotaxis+compounds+in+root+exudates+and+their+sensing+chemoreceptors+in+plant-growth-promoting+Rhizobacteria+Bacillus+amyloliquefaciens+SQR9.">Identification of chemotaxis compounds in root exudates and their sensing chemoreceptors in plant-growth-promoting Rhizobacteria Bacillus amyloliquefaciens SQR9.</a> Mol Plant Microbe Interact. 31, 995-1005 (2018).</li><li>Woo, S. L., Hermosa, R., Lorito, M., Monte, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trichoderma:+a+multipurpose,+plant-beneficial+microorganism+for+eco-sustainable+agriculture.">Trichoderma: a multipurpose, plant-beneficial microorganism for eco-sustainable agriculture.</a> Nat Rev Microbiol. 21 (5), 312-326 (2023).</li><li>Nongkhlaw, F. M., Joshi, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscopic+study+on+colonization+and+antimicrobial+property+of+endophytic+bacteria+associated+with+ethnomedicinal+plants+of+Meghalaya.">Microscopic study on colonization and antimicrobial property of endophytic bacteria associated with ethnomedicinal plants of Meghalaya.</a> J Microsc Ultrastruct. 5 (3), 132-139 (2017).</li><li>Ravelo-Ortega, G., Raya-Gonz&#225;lez, J., L&#243;pez-Bucio, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compounds+from+rhizosphere+microbes+that+promote+plant+growth.">Compounds from rhizosphere microbes that promote plant growth.</a> Curr Opin Plant Biol. 73, 1369-5266 (2023).</li><li>Schulz-Bohm, K., Gerards, S., Hundscheid, M., Melenhorst, J., de Boer, W., Garbeva, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calling+from+distance:+attraction+of+soil+bacteria+by+plant+root+volatiles.">Calling from distance: attraction of soil bacteria by plant root volatiles.</a> ISME J. 12 (5), 1252-1262 (2018).</li><li>Sharifi, R., Lee, S. M., Ryu, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbe-induced+plant+volatiles.">Microbe-induced plant volatiles.</a> New Phytol. 220 (3), 684-691 (2018).</li><li>Eckshtain-Levi, N., Harris, S. L., Roscios, R. Q., Shank, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+community+members+increase+Bacillus+subtilis+maintenance+on+the+roots+of+Arabidopsis+thaliana.">Bacterial community members increase Bacillus subtilis maintenance on the roots of Arabidopsis thaliana.</a> Phytobiomes J. 4, 303-313 (2020).</li><li>Liu, 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=Root+colonization+by+beneficial+rhizobacteria.">Root colonization by beneficial rhizobacteria.</a> FEMS Microbiol Rev. 48, (2024).</li><li>Yahya, 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=Differential+root+exudation+and+architecture+for+improved+growth+of+wheat+mediated+by+phosphate+solubilizing+bacteria.">Differential root exudation and architecture for improved growth of wheat mediated by phosphate solubilizing bacteria.</a> Front Microbiol. 12, 744094 (2021).</li><li>Husna, K. B. -. E., Won, M. -. H., Jeong, M. -. I., Oh, K. -. K., Park, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+genomic+insight+of+surfactin-producing+Bacillus+velezensis+and+its+biocontrol+potential+against+pathogenic+contamination+in+lettuce+hydroponics.">Characterization and genomic insight of surfactin-producing Bacillus velezensis and its biocontrol potential against pathogenic contamination in lettuce hydroponics.</a> Environ Sci Pollut Res Int. 30 (58), 121487-121500 (2023).</li></ol>

अच्छा प्रजनन क्षमता प्राप्त करने के लिए, इस प्रोटोकॉल के उपनिवेशण का पता लगाने की प्रक्रिया के लिए चार महत्वपूर्ण कदम हैं। सबसे पहले, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि टीका बैक्टीरिया कोशिकाओं की संख्या ...

एकल जीवाणु तनाव द्वारा राइजोस्फीयर उपनिवेशण का पता लगाने के लिए मात्रात्मक और गुणात्मक तरीके हैं। गुणात्मक विधि के लिए, एक तनाव है कि संवैधानिक प्रतिदीप्ति व्यक्त इस्तेमाल किया जाना चाहिए, और प्रतिदीप्ति वितरण और तीव्रता प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी या लेजर फोकल उपकरणों 1,2 के तहत जांच की जानी चाहिए. उन रणनीतियों अच्छी तरह से स्वस्थानी3 में बैक्टीरियल उपनिवेशण को प्रतिबिंबित कर सकते हैं, लेकिन वे मात्रा का ठहराव में पारंपरिक प्लेट गिनती के तरीकों के रूप में के रूप में सटीक नहीं हैं. इसके अलावा, माइक्रोस्कोप के तहत केवल आंशिक रूट ज़ोन प्रदर्शित करने की सीमा के कारण, कभी-कभी यह व्यक्तिपरक पूर्वाग्रह से प्रभावित हो सकता है।
यहां, हम एक मात्रात्मक विधि का वर्णन करते हैं, जिसमें उपनिवेशित जीवाणु कोशिकाओं को इकट्ठा करना और एक प्लेट पर बैक्टीरिया सीएफयू की गिनती करना शामिल है। यह विधि कमजोर पड़ने और चढ़ाना पर आधारित है जिसके द्वारा पौधों की जड़ों से छीन लिए गए उपनिवेशित उपभेदों को गिना जा सकता है, और जड़ पर कुल उपनिवेशित बैक्टीरिया संख्या की गणना 4,5 की जा सकती है।
सबसे पहले, ए थालियाना को हाइड्रोपोनिक स्थितियों में सुसंस्कृत किया गया था, और फिर जीवाणु कोशिकाओं को 0.01 आयुध डिपो600 की अंतिम एकाग्रता में राइजोस्फीयर में टीका लगाया गया था। संक्रमित जड़ के ऊतकों को टीकाकरण के 2 दिन बाद काटा गया और बिना उपनिवेशित जीवाणु कोशिकाओं को हटाने के लिए बाँझ पानी में धोया गया। इसके अलावा, जड़ पर उपनिवेशित जीवाणु कोशिकाओं को एकत्र किया गया, फॉस्फेट-बफर खारा (पीबीएस) बफर में पतला किया गया, और एक लुरिया-बर्टानी (एलबी) अगर माध्यम पर चढ़ाया गया। 10 घंटे के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर इनक्यूबेशन के बाद, एलबी प्लेटों पर एकल कालोनियों को गिना गया और जड़ों पर उपनिवेशित बैक्टीरिया कोशिकाओं को निर्धारित करने के लिए सामान्यीकृत किया गया।
यह विधि अत्यधिक लागू है, इसमें अच्छी पुनरावृत्ति है, और सटीक राइजोस्फीयर बैक्टीरियल उपनिवेशण निर्धारण के लिए अधिक उपयुक्त है।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>6-well plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter cell stainer</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>F8200-40&#181;m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate reader&#160;</td>
			<td>Tecan</td>
			<td>Infinite M200 PRO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Murashige and Skoog medium</td>
			<td>Hopebio</td>
			<td>HB8469-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaClO</td>
			<td>Alfa</td>
			<td>L14709</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phytagel</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P8169</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Square petri dish</td>
			<td>Ruiai Zhengte</td>
			<td>PYM-130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex Genie2</td>
			<td>Scientific Industries</td>
			<td>G560E</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring bacterial colonization on arabidopsis thaliana roots in hydroponic condition

Arabidopsis thaliana जड़ पर बैक्टीरियल उपनिवेशण को मापना पौधे-सूक्ष्म जीव बातचीत के अध्ययन में सबसे लगातार प्रयोगों में से एक है। प्रजनन क्षमता में सुधार के लिए राइजोस्फीयर में बैक्टीरियल उपनिवेशण को मापने के लिए एक मानकीकृत विधि आवश्यक है। हमने पहले हाइड्रोपोनिक स्थितियों में बाँझ A.thaliana को सुसंस्कृत किया और फिर 0.01 के OD600 की अंतिम एकाग्रता में राइजोस्फीयर में बैक्टीरिया कोशिकाओं को टीका लगाया। टीकाकरण के बाद 2 दिनों में, जड़ ऊतक काटा गया था और बाँझ पानी में तीन बार धोया गया था ताकि अनकोलोनाइज्ड बैक्टीरिया कोशिकाओं को हटाया जा सके। जड़ों को तब तौला गया था, और जड़ पर उपनिवेशित बैक्टीरिया कोशिकाओं को भंवर द्वारा एकत्र किया गया था। सेल निलंबन एक फॉस्फेट-बफर खारा (पीबीएस) बफर के साथ एक ढाल में पतला था, इसके बाद एक लुरिया-बर्टानी (एलबी) अगर माध्यम पर चढ़ाना था। प्लेटों को 10 घंटे के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर इनक्यूबेट किया गया था, और फिर, एलबी प्लेटों पर एकल कालोनियों को गिना गया और जड़ों पर उपनिवेशित बैक्टीरिया कोशिकाओं को इंगित करने के लिए सामान्यीकृत किया गया। इस विधि का उपयोग मोनो-इंटरैक्शन स्थितियों में राइजोस्फीयर में बैक्टीरिया के उपनिवेशण का पता लगाने के लिए किया जाता है, जिसमें अच्छी प्रजनन क्षमता होती है।

There are quantitative and qualitative methods for detecting rhizosphere colonization by a single bacterial strain. For the qualitative method, a strain that constitutively expresses fluorescence should be used, and the fluorescence distribution and intensity should be examined under fluorescence microscopy or laser confocal instruments1,2. Those strategies can well reflect bacterial colonization in situ3, but they are not as accurate as traditional plate counting methods in quantification. Besides, due to the limitation of only displaying partial root zones under the microscope, sometimes it can be influenced by subjective bias. 
Here, we describe a quantitative method, which includes collecting the colonized bacterial cells and counting the bacterial CFUs on a plate. This method is based on dilution and plating by which the colonized strains that were stripped from plant roots can be counted, and the total colonized bacteria number on the root can be calculated4,5. 
First, A. thaliana was cultured in hydroponic conditions, and then bacterial cells were inoculated in the rhizosphere at a final concentration of 0.01 OD600. The infected root tissues were harvested 2 days post-inoculation and washed in sterile water to remove the uncolonized bacterial cells. Further, bacterial cells colonized on the root were collected, diluted in phosphate-buffered saline (PBS) buffer, and plated onto a Luria-Bertani (LB) agar medium. After incubation at 37 &#176;C for 10 h, single colonies on LB plates were counted and normalized to determine the bacterial cells colonized on roots.
This method is highly applicable, has good repeatability, and is more suitable for accurate rhizosphere bacterial colonization determination.

लेखक स्पॉटलाइट: बेहतर माइक्रोबियल उर्वरक दक्षता के लिए पौधों की जड़ों पर राइजोबैक्टीरिया उपनिवेशीकरण को बढ़ाना

हाइड्रोपोनिक स्थिति में Arabidopsis thaliana जड़ों पर बैक्टीरियल उपनिवेशण को मापना

Our research focuses on the interaction of beneficial rhizobacteria with plant roots. We are looking for the key mechanisms to enhance the colonization of beneficial bacteria, thus improving the efficiency and the stability of microbial fertilizers in the field. The methods for bacterial colonization of plant roots have been extensively studied, but there are still problems.For example, it's hard to measure the colonization on different sites distinctively, In the future we think applying microscope and high throughput counting will help to solve the problems. Our protocol is highly applicable with good repeatability, and it is more suitable for accurate rhizosphere bacteria colonization determination.

ए. थालियाना राइजोस्फीयर में इस विधि द्वारा पता लगाए गए बैक्टीरिया उपनिवेशण क्षमता की सटीकता का परीक्षण करने के लिए, हमने बैसिलस वेलेज़ेंसिस SQR9 WT और एक व्युत्पन्न उत्परिवर्ती Δ8mcp को A. thaliana रा?...

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राइजोस्फीयर में पौधे की वृद्धि को बढ़ावा देने वाले राइजोबैक्टीरिया (PGPR) का उपनिवेशण इसके विकास को बढ़ावा देने वाले प्रभाव के लिए आवश्यक है। बैक्टीरियल राइजोस्फीयर उपनिवेशण का पता लगाने की विधि को मानकीकृत करना आवश्यक है। यहां, हम जड़ की सतह पर बैक्टीरिया के उपनिवेशण की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य विधि का वर्णन करते हैं।

Measuring bacterial colonization on Arabidopsis thaliana root is one of the most frequent experiments in plant-microbe interaction studies. A standardized ...

हमारा शोध पौधों की जड़ों के साथ फायदेमंद राइजोबैक्टीरिया की बातचीत पर केंद्रित है। हम लाभकारी बैक्टीरिया के उपनिवेशण को बढ़ाने के लिए प्रमुख तंत्रों की तलाश कर रहे हैं, इस प्रकार क्षेत्र में माइक्रोबियल उर्वरकों की दक्षता और स्थिरता में सुधार होता है। पौधों की जड़ों के जीवाणु उपनिवेशण के तरीकों का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, लेकिन अभी भी समस्याएं हैं।उदाहरण के लिए, विभिन्न साइटों पर उपनिवेशीकरण को विशिष्ट रूप से मापना कठिन है, भविष्य में हमें लगता है कि माइक्रोस्कोप और उच्च थ्रूपुट गिनती को लागू करने से समस्याओं को हल करने में मदद मिलेगी। हमारा प्रोटोकॉल अच्छी पुनरावृत्ति के साथ अत्यधिक लागू होता है, और यह सटीक राइजोस्फीयर बैक्टीरिया उपनिवेशण निर्धारण के लिए अधिक उपयुक्त है।

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Environment

Measuring Bacterial Colonization on Arabidopsis thaliana Roots in Hydroponic Condition

Measuring bacterial colonization on Arabidopsis thaliana root is one of the most frequent experiments in plant-microbe interaction studies. A standardized method for measuring bacterial colonization in the rhizosphere is necessary to improve reproducibility. We first cultured sterile A.thaliana in hydroponic conditions and then inoculated the bacterial cells in the rhizosphere at a final concentration of OD600 of 0.01. At 2 days post-inoculation, the root tissue was harvested and washed three times in sterile water to remove the uncolonized bacterial cells. The roots were then weighed, and the bacterial cells colonized on the root were collected by vortex. The cell suspension was diluted in a gradient with a phosphate-buffered saline (PBS) buffer, followed by plating onto a Luria-Bertani (LB) agar medium. The plates were incubated at 37 &#176;C for 10 h, and then, the single colonies on LB plates were counted and normalized to indicate the bacterial cells colonized on roots. This method is used to detect bacterial colonization in the rhizosphere in mono-interaction conditions, with good reproducibility.

Colonization of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) in the rhizosphere is essential for its growth-promoting effect. It is necessary to standardize the method of detection of bacterial rhizosphere colonization. Here, we describe a reproducible method for quantifying bacterial colonization on the root surface.