Histological Methods to Detect Early-stage Plant Defense Responses during Artificial Inoculation of Lolium perenne with Epichloë festucae
Year: 2021
Type: article
Abstract: Epichloë species form agriculturally important symbioses with many cool season grasses. To study these symbioses, such as the interaction of Epichloë festucae with perennial ryegrass (Lolium perenne), host plants can be infected by artificial inoculation of etiolated seedlings. This inoculation is performed by placing mycelium into an incision in the meristem, as previously described by Latch and Christensen (1985). In recent years, this method has been broadly used to study this interaction at the molecular level using different Epichloë festucae mutants that can cause incompatible interactions. We have developed and adapted methods to study four of the most important host plant responses to infection, including cell death, callose deposition, lignin production, and hydrogen peroxide (H2O2) production, which are useful in defining the host response to infection at a very early time point., [摘要] Epichloë物种与许多凉季草形成农业上重要的共生体。为了研究这些共生，如互动的Epichlo ë festucae与多年生黑麦草（黑麦草），寄主植物可通过黄化幼苗人工接种感染。此接种是通过将菌丝体成分生组织中的切口执行，如previo usly描述了ð由锁存和Christensen（1985）。近年来，这种方法已经被广泛地用于研究在使用不同的分子水平上这种互动Epichlo ë festucae突变，可导致不兼容的相互作用。我们已经开发并适于的方法来研究的最重要的宿主植物对感染，包括细胞死亡，胼胝质沉积，木质素生产的4 ，和过氧化氢（H 2 ö 2 ）的生产，这是有用的在defin荷兰国际集团宿主对在很早的时间点感染。[背景]虽然多年生黑麦草的人工接种（黑麦草）被广泛地用于研究其相互作用Epichlo ë festucae ，有存在不全面的协议为评价对真菌感染的反应在早期交-接种时间点，这可能定义互动的未来。在我们最近的工作（Rahnama 。等，2018） ，我们调整方法的植物中研究最重要的寄主植物反应四-真菌相互作用，包括细胞死亡，胼胝质沉积，木质素生产，和过氧化氢（H 2 Ø 2 ）生产。响应于入侵的微生物，早期植物的一个动作是在produc和灰不同类型的活性氧（ROS） ，含H的2 ö 2 ，其作为抗微生物剂，以保护植物对抗入侵的微生物，并且其中一个诱导其他植物反应的第一个信号（Walters，2003）。另外，通过沉积call质和木质素，植物在感染部位重塑了ir细胞壁，以停止入侵真菌（Luna Diez等，2010； Zipfel ，2009）。作为晚期防御反应，感染部位周围的植物细胞会经历程序性的细胞死亡（超敏反应），以限制入侵微生物的可用食物（Lo Presti等人，2015）。为了启动和维持成功的共生生活方式，Epichloë内生真菌必须以某种方式抑制或避免这些不同的宿主防御反应; 一个lthough ，很少有人知道怎么发生这种情况。d eveloping方法来检测这些反应将有助于在理解荷兰国际集团的这一系统，特别是当应用到了学习的突变株妥协共生。为了对call的沉积进行染色，我们采用了A niline B lue染色方法（Knox，1979年），该方法最初用于检测花粉管中的ose ，但也已用于不同的真菌-植物相互作用中，例如白粉病的侵染。拟南芥（Ellinger et al。，2013）。除了苯胺蓝以外，T oluidine B lue O还被用于其他系统，例如番石榴根尖感染镰刀菌（Gupta et al。，2012）。除了染色方法，有存在用免疫荧光非染色方法在于在检测胼胝质的微-电平如胞间连丝（彭德尔在内部小区站点和贝尼特斯-阿方索，2015）。为了检测沉积木质素，我们使用一个番红溶液适于从一个研究ø Ñ由玉米感染玉蜀黍黑粉菌（田中等人，2014）; 然而，番红被广泛地在其它系统中使用，例如镰孢属infecti上的不同谷类（奈特等人，2011）。此外，维斯纳（间苯三酚-HCl）反应（Pomar等，2002）是研究木质素在植物-真菌相互作用中沉积的另一种方法。为了可视化细胞死亡反应，T rypan B lue染色是使用最广泛的方法，为此我们采用了用于研究霜霉病的拟南芥感染的方案（Koch和Slusarenko，1990）。近来，一种无毒方法已也被建议，其中我们上课红光成像（Landeo维拉纽瓦等人，202 1 ）。有几种方法来检测ħ 2 ö 2 ，直径：NE的基本方法对于其是将检测的离子的小分子的氧化，由此我们也用在这里。该方法基于可视化被H 2 O 2氧化后的3,3'-二氨基联苯胺（DAB）的颜色变化。我们改编自研究O此方法Ñ大麦感染白粉病（Thordal-克里斯坦森等人，1997）。研究H 2 O 2的其他最新方法使用了基于遗传编码的绿色荧光蛋白（GFP）的探针，这些探针可直接与H 2 O 2反应（在Winterbourn进行综述，2018）。在这里，我们证明，这些方法一重新有用的defin荷兰国际集团多年生黑麦草对感染的反应稻香内生菌在很早的时间点。在使用时这些方法-点的研究，我们确定了最适合的时间来测量这些反应后-接种。因此，这些方法可用于研究与宿主植物共生真菌的相容和不相容的相互作用有用期间感染的早期阶段（Rahnama等人，2018和2019）。尽管这些方法通常用于其他真菌-植物相互作用，但我们对研究埃奇克洛-草相互作用的早期接种阶段的适应性是新颖的。这些方法可以在其他草使用-内生菌使用交互一个类似的接种技术。
Source: BIO-PROTOCOL
Institution: University of Auckland
Language: English
Domain: Life Sciences
SDG: Zero hunger
Open Access status: green
OpenAlex ID: W3157101209