معلومة

16.5F: الأجرعية وأمراض التاج المرارة - علم الأحياء

16.5F: الأجرعية وأمراض التاج المرارة - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تسبب بكتيريا Argobacterium مرض المرارة التاجية عن طريق نقل بلازميد الحمض النووي إلى النبات المضيف ، مما يتسبب في قيام المضيف بإنتاج العناصر الغذائية له.

أهداف التعلم

  • لخص العلاقة التكافلية بين النباتات و agrobacterium

النقاط الرئيسية

  • يسبب مرض تاج المرارة الأجرعية الورمالبكتيريا التي تصيب النباتات. تسبب البكتيريا أورامًا على جذع مضيفها.
  • أغروباكتريوم توميفاسيانز تتلاعب بمضيفيها عن طريق نقل بلازميد DNA إلى خلايا مضيفها. تستخدم البلازميدات عادة لنقل الحمض النووي من البكتيريا إلى البكتيريا.
  • بمجرد دخوله إلى الخلية المضيفة ، يندمج البلازميد في جينوم الخلية النباتية المضيفة ويجبر العائل على إنتاج أحماض أمينية فريدة ومواد أخرى تغذي البكتيريا. هذه المركبات غير قابلة للاستخدام من قبل معظم البكتيريا ، لذلك يمكن للبكتيريا Argobacteria أن تنافس الأنواع الأخرى.

الشروط الاساسية

  • بلازميد: دائرة مكونة من DNA مزدوج الشريطة منفصلة عن الكروموسومات الموجودة في البكتيريا والأوليات.
  • بيلوس: ملحق شبيه بالشعر يوجد على سطح الخلية للعديد من البكتيريا.

ينتج مرض تاج المرارة عن بكتيريا تسمى أغروباكتريوم توميفاسيانز. يظهر المرض كنمو شبيه بالورم عادة عند تقاطع الجذر والبراعم. A. الورم يمكن أن ينقل جزءًا من الحمض النووي الخاص به إلى النبات المضيف ، من خلال البلازميد - جزيء DNA البكتيري المستقل عن الكروموسوم. يتسبب مقطع الحمض النووي الجديد في إنتاج النبات لأحماض أمينية وهرمونات نباتية غير عادية تزود البكتيريا بالكربون والنيتروجين.

عادةً ما تستخدم البكتيريا البلازميدات لنقل الجينات الأفقي ، بحيث يمكنها مشاركة الجينات مع البكتيريا ذات الصلة لمساعدتها على التأقلم مع البيئات المجهدة. على سبيل المثال ، يمكن أن تمنح البلازميدات البكتيريا القدرة على إصلاح النيتروجين ، أو مقاومة مركبات المضادات الحيوية. عادةً ما تقوم البكتيريا بنقل البلازميدات من خلال الاقتران: تقوم البكتيريا المانحة بإنشاء أنبوب يسمى بيلوس يخترق جدار الخلية للبكتيريا المتلقية ويمر DNA البلازميد عبر الأنبوب. تقوم البكتيريا الأخرى إما بدمج البلازميد في كروموسوماتها ، أو تظل طافية في السيتوبلازم. في كلتا الحالتين ، تتلقى البكتيريا المتلقية مادة وراثية جديدة.

في حالة مرض تاج المرارة ، A. الورم ينقل البلازميد الذي يحتوي على T-DNA إلى خلايا نباته المضيف من خلال الاقتران ، كما هو الحال مع بكتيريا أخرى. ومع ذلك ، بمجرد دخول الخلية النباتية ، يندمج الحمض النووي بشكل شبه عشوائي في جينوم النبات ويغير سلوك الخلية.

يتم التعبير عن جينات البلازميد الجديدة بواسطة الخلايا النباتية ، مما يجعلها تفرز الإنزيمات التي تنتج الأحماض الأمينية octopine أو nopaline. كما أنه يحمل جينات للتخليق الحيوي للهرمونات النباتية ، والأوكسين والسيتوكينين ، وللتخليق الحيوي للأوبينات ، مما يوفر مصدرًا للكربون والنيتروجين للبكتيريا.

يمكن استخدام هذه الأوبينات بواسطة عدد قليل جدًا من البكتيريا الأخرى وإعطاءها A. الورم ميزة تنافسية.


الافتتاحية: & # x0201Cالأجرعية علم الأحياء وتطبيقه على إنتاج النباتات المعدلة وراثيًا & # x0201D


  • 1 قسم علوم الحياة ، جامعة تشونغ شينغ الوطنية ، تايشونغ ، تايوان
  • 2 قسم العلوم البيولوجية ، جامعة بوردو ، ويست لافاييت ، إنديانا ، الولايات المتحدة الأمريكية
  • 3 معهد البيولوجيا النباتية والميكروبية ، أكاديميا سينيكا ، تايبيه ، تايوان

الاستثنائي الأجرعية بدأت قصة البحث من البحث عن العامل المسبب لمرض المرارة التاجية منذ أكثر من 100 عام. أغروباكتريوم توميفاسيانز تم عزله لأول مرة من قشور العنب في عام 1897 وعُزل لاحقًا من باريس ديزي في عام 1907 (كافارا ، 1897 أ ، ب سميث وتاونسند ، 1907). ال الأجرعية تتضمن آلية العدوى معالجة ونقل جزء معين من الحمض النووي (الحمض النووي المنقول ، T-DNA) من البلازميد المحفز للورم البكتيري (Ti). يحدث النقل إلى النبات عبر نظام إفراز من النوع الرابع (T4SS) ، وبعد ذلك يتم دمج T-DNA في جينوم مضيف النبات (Gelvin، 2010 Lacroix and Citovsky، 2013). يؤدي نقل الحمض النووي بين المدن إلى زيادة إنتاج الهرمونات النباتية الأوكسين والسيتوكينين ، مما يؤدي إلى الأورام. قدرة نقل الحمض النووي بين المدن من الأجرعية وإمكانية استبدال الجينات المسرطنة في T-DNA بجينات ذات أهمية الأجرعيةالتحويل الوسيط هو الأسلوب الأكثر شيوعًا لتوليد نباتات معدلة وراثيًا.

يوفر موضوع البحث هذا مجموعة من المراجعات والمقالات البحثية الأصلية حول الأجرعية الجينات المشاركة في فسيولوجيا البكتيريا / الفوعة والجينات النباتية المشاركة في التحول والدفاع ضد الأجرعية. تقدم مراجعة بواسطة Kado (2014) لمحة تاريخية عن كيفية القيام بذلك A. الورم تم تأسيسه لأول مرة كسبب لمرض المرارة التاجية. في هذا الاستعراض ، يسلط كادو الضوء على أهم أمراض النبات المبكرة ودراسات البيولوجيا الجزيئية التي أدت إلى استنتاج مفاده أن التعبير عن الجينات المسرطنة في T-DNA الأصلي هو سبب نمو الورم في النباتات. مع الأساس المتين لهذه الاكتشافات الرائدة ، A. الورم تطورت من مُمْرِض للنبات إلى أداة تحول جيني قوية لبحوث بيولوجيا النبات والتكنولوجيا الحيوية.

أول تسلسل كامل للجينوم لـ الأجرعية محيط (A. الورم C58) في عام 2001 (Goodner et al.، 2001 Wood et al.، 2001). يحمل جينوم القاعدة 5.67 ميغا لهذه السلالة كروموسومًا دائريًا واحدًا ، وكروموسومًا خطيًا واحدًا ، واثنين من ميجابلازميدات: Ti plasmid pTiC58 والبلازميد الثاني ، pAtC58. في استعراض بلات وآخرون. (2014) ، الخصائص ، والبيئة ، والتطور ، والتفاعلات المعقدة لهذين الاثنين A. الورم يناقش الميغابلازميدات. التكاليف والفوائد ل A. الورم تمت مناقشة السلالات التي تحمل بلازميد Ti و / أو pAtC58 وتقديمها من منظور بيئي وتطوري. يتم عرض تنبؤات النمذجة للتكلفة النسبية والفوائد A. الورم سلالات تؤوي Ti و / أو pAtC58 بلازميدات تحددها الموارد البيئية. يتم تنظيم الاقتران والتضخيم لبلازميد Ti بواسطة نظام TraI / TraR لاستشعار النصاب (QS) والأفكار الزوجية. يستعرض Lang and Faure (2014) المعرفة الحالية للشبكات الجينية والأساس الجزيئي لـ A. الورم نظام استشعار النصاب. يناقش هؤلاء المؤلفون أيضًا التأثير البيولوجي والبيئي لنظام QS على اقتران Ti plasmid ، وعدد النسخ ، والتفاعلات بين الأجرعية والنباتات المضيفة.

خلال التفاعل الأولي بين الأجرعية والخلايا النباتية ، تستشعر البكتيريا إشارات مختلفة مشتقة من النبات في منطقة الجذور بمساعدة جين الضراوة المشفر بالبلازميد Ti (فير الجين) وجين ضراوة الكروموسومات (الفصل الجين) المنتجات. المعرفة الحالية لكيفية A. الورم يستشعر ويتفاعل مع إشارات مختلفة مشتقة من النبات ملخصة في مقالة المراجعة من قبل Subramoni et al. (2014) ، والذي يناقش أيضًا آليات كيفية تأثير الهرمونات النباتية ، وحمض الساليسيليك ، والإيثيلين ، على الضراوة البكتيرية. أخيرًا ، تناقش هذه المراجعة مدى تعقيد وتعقيد الأجرعية مسارات الإشارات والآليات التنظيمية الأساسية أثناء التعرف الأولي على الخلية المضيفة لتعظيم العدوى الناجحة اللاحقة. في مقالة البحث الأصلية التي كتبها Lin et al. (2014) ، تم تشريح التنظيم الميكانيكي لبروتين VirA لمستشعر الغشاء. يلعب بروتين VirA هيستيدين كيناز ومنظم الاستجابة السيتوبلازمية معًا دورًا مركزيًا في التنظيم فير التعبير الجيني ردا على الفينولات. استنادًا إلى نموذج التماثل لمنطقة رابط VirA ، تم إنشاء العديد من بروتينات VirA المتحولة والكيميرية وفحصها لمعرفة قدرتها على التحفيز. فيرب نشاط المروج. تلعب قدرة VirA على الإحساس والاستجابة لثلاث إشارات إدخال منفصلة ، الفينولات ، والسكريات ، ودرجة الحموضة البيئية ، دورًا مهمًا في تأمين العدوى الناجحة.

الأجرعية يعد الارتباط بالخلايا النباتية خطوة مبكرة مهمة في تطور مرض مرارة التاج. تسبح البكتيريا المتحركة باتجاه الخلايا المضيفة ثم تتفاعل جسديًا مع الخلايا المضيفة لتكوين تجمعات وإنشاء مجتمع بكتيري متعدد الخلايا يُعرف باسم الأغشية الحيوية. العوامل الوراثية والبيئية المختلفة التي تؤثر الأجرعية تمت مراجعة التعلق وتشكيل الأغشية الحيوية في المقالة بواسطة Heindl et al. (2014). يتم أيضًا تلخيص وظائف الأنواع المختلفة من عديدات السكاريد الخارجية التي تشكل الأغشية الحيوية والآليات الأساسية التي تنطوي على كيفية تأثير المرسال الثاني cyclic-di-GMP ونظام ChvG / ChvI ومستويات الفوسفور وتوتر الأكسجين على الارتباط البكتيري والفوعة. في مقالة المراجعة التي كتبها Matthysse (2014) ، تم تلخيص الدراسات المبكرة والمعرفة الحالية لآليات الارتباط البكتيري القطبي والجانبي. تساهم هاتان الآليتان في الارتباط البكتيري. عندما تكون مستويات الكالسيوم والفوسفات البيئية وقيم الأس الهيدروجيني منخفضة ، يسود الارتباط القطبي. بالإضافة إلى ذلك ، تساهم الفوسفوليبيدات (PLs) ، و phosphatidylcholine (PC) ، والدهون الأورنيثين الدهنية الخالية من الفوسفات (OLs) في الأجرعية خبث. في المراجعة التي أجراها أكتاس وآخرون. (2014) ، تم تلخيص مسارات التخليق الحيوي والأدوار الفسيولوجية لهذه الدهون الغشائية. لا يتم العثور على PC الدهن غشاء حقيقيات النواة النموذجي بشكل متكرر في البكتيريا ، ولكنه يشكل ما يقرب من 22 ٪ من الأجرعية دهن الغشاء. ومن المثير للاهتمام ، أن أجهزة الكمبيوتر الشخصية وشاشات العمل قد تلعب أدوارًا معاكسة في الأجرعية خبث. الحد من تكوين الورم في جهاز الكمبيوتر الذي يعاني من نقص الأجرعية متحولة قد تنتج عن ضعف فير يتم التحكم في التعبيرات الجينية بواسطة VirA / VirG. عدم وجود OLs في A. الورم قد يقلل من استجابات دفاع المضيف وبالتالي يتسبب في تكوين ورم مبكر وأكبر.

تحتوي الخلايا النباتية على مجموعة متنوعة من المستقبلات التي تتعرف على ما يسمى بالأنماط الجزيئية المرتبطة بالميكروبات أو العوامل الممرضة (MAMPs أو PAMPs) ، ومن ثم تنشط استجابات دفاع النبات ، وهي عملية تُعرف باسم المناعة المحفزة بمستقبلات التعرف على الأنماط (PTI) (Boller and فيليكس ، 2009 بولر وهي ، 2009). الأجرعية قد تستخدم المؤثرات لاختطاف أنظمة النباتات والتهرب من استجابات دفاع النبات. Pitzschke (2013) يستعرض الاستراتيجيات المستخدمة من قبل الأجرعية لتحويل استجابات دفاع النبات لمصلحته الخاصة. تبدأ الخلايا النباتية المصابة سلسلة إشارات بروتين كيناز تنشيط الميتوجين والتي تسبب VIP1 (الأجرعية البروتين المتفاعل مع VirE2 1) الفسفرة والانتقال إلى نواة النبات للحث على التعبير الجيني الدفاعي. من ناحية أخرى، الأجرعية قد يختطف VIP1 لمساعدة T-DNA على دخول نواة النبات. بناءً على المعرفة الحالية باستجابات دفاع النبات ضد الأجرعية العدوى ، Pitzschke (2013) يناقش العديد من مناهج التكنولوجيا الحيوية لزيادة كفاءة التحول. في مراجعة أخرى بواسطة Gohlke و Deeken (2014) ، استجابات النبات المبكرة لـ الأجرعية، بما في ذلك الاستجابات الدفاعية المختلفة ، والاستجابات شديدة الحساسية ، وتغييرات مستوى الهرمونات النباتية. يتم أيضًا مراجعة التعديلات في مورفولوجيا النبات ، وانتقال المغذيات ، والتمثيل الغذائي الناجم عن تكوين ورم المرارة التاجية. يلخص المؤلفون الدراسات الجينية والجينية والنسخية والأيضية الهامة التي تكشف عن التغيرات اللاجينية المرتبطة بتكامل T-DNA وتطور المرارة. بعد ذلك ، Hwang et al. (2015) مراجعة العوامل المسببة للأمراض المهمة ، وجزيئات مستقبلات الخلايا المضيفة ، ومسارات نقل الإشارات النهائية في النباتات المضيفة أثناء الاستجابة المناعية التي يسببها PAMP. يسلطون الضوء على الاكتشافات الحديثة التي تربط مناعة النبات بتهريب الغشاء الداخلي والتغيرات الديناميكية في الأكتين. تتم مراجعة ومناقشة تأثيرات كل من فسيولوجيا المضيف ، بما في ذلك مستويات الهرمون والساعة البيولوجية ومراحل النمو والعوامل البيئية ، بما في ذلك أطوال التعرض للضوء ودرجة الحرارة ، على استجابات دفاع النبات والفوعة البكتيرية.

في الطبيعة ، هناك دليل على عمليات نقل الجينات الأفقية القديمة (HGT) من الأجرعية للنباتات في الأجناس نيكوتيانا و ليناريا. متواليات مناظرة لنوع الميكيموبين الجراثيم الجذرية تم اكتشاف pRiA4 T-DNA لأول مرة في جينوم تبغ الأشجار غير المحول ، نيكوتيانا جلوكا، واسمه & # x0201Ccellular T-DNA & # x0201D (cT-DNA White et al. ، 1983). قام Matveeva and Lutova (2014) بمراجعة تنظيم cT-DNA وتوزيعه وتنظيم التعبير والعلاقة المحتملة مع تكوين الورم الجيني في نيكوتيانا محيط. كما أنهم يراجعون النتائج الحديثة لـ cT-DNA في جينومات ليناريا الأنواع وفي العائلات ثنائية الفلقة الأخرى. يقترح المؤلفون أن النباتات التي تحافظ على cT-DNA في جينوماتها قد تفيد الكائنات الحية الدقيقة في منطقة الجذور عن طريق إفراز الأفيون في منطقة الجذر. واقترحوا أيضًا أن آثار أقدام إدخال pRi T-DNA القديم في جينوم النبات قد توفر ميزة انتقائية لهذه النباتات.

من خلال موضوع البحث هذا ، نوفر منصة للعلماء لمشاركة فهمهم لها الأجرعية علم الأحياء وكيف الأجرعية يحول النباتات. توضح هذه المساهمات كيف يمكن لمجتمع بحثي نشط للغاية في العلوم النباتية والميكروبية أن يوضح أسئلة مهمة حول التسبب في المرض. البحث في المستقبل أجروباكتيوم سنواصل تطوير فهمنا لتفاعلات مسببات الأمراض النباتية ، وتقديم رؤى جديدة مفيدة للهندسة الوراثية النباتية.


متقدم

الاسم العلمي
التهاب ريزوبيوم (المسمى سابقا التهاب الجراثيم )

هوية
العفاريت الموسم الحالي

  • ظهرت لأول مرة في أوائل الصيف على شكل انتفاخات على الجذع
  • نسيج ناعم ، ملتف ، يشبه الكالس ، قشدي اللون ، ينفجر من خلال طبقة اللحاء بالقرب من المواقع المصابة من الكرمة
  • في الكروم الصغيرة ، غالبًا ما يُرى تكوين المرارة أعلى اتحاد الكسب غير المشروع
  • بحلول أواخر الصيف ، تصبح العفاريت داكنة وتصبح فلين الملمس بسطح خشن وتستمر لعدة سنوات
  • قد تتقشر الكرات الميتة من الكرمة
  • غالبًا ما تتشكل الكرات الصغيرة في محيط العفاريت القديمة
  • يُرى عادةً من خط التربة إلى السلك الأول
  • غالبًا ما تُقتل الكروم المصابة بالإجهاد أثناء نوبات درجات الحرارة المنخفضة في الشتاء

غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين:
الاستخدام المفرط لمخزون الحضانة تحت الظروف الرطبة: لا يصبح الكالس فلينًا ويتقشر.

مادة الاحياء
تعيش بكتيريا المرارة التاجية داخل الكرات وتنتشر بشكل منهجي في الكروم. تبقى البكتيريا داخل الكرمة ، دون أن تسبب أعراضًا ، حتى تحدث إصابة في الجذع ، وعندها فقط تغزو الجزء الخارجي من الجذع حيث تتسبب في تكاثر الخلايا سريعًا وتشويه الأنسجة المنتجة. قد تعيش أيضًا بكتيريا المرارة التاجية في تربة مزارع الكروم في حطام العنب. يُعتقد أن غالبية الإصابات ناتجة عن مواد زراعية ملوثة بدون أعراض. بشكل عام ، يرتبط حدوث مرارة التاج مع القابلية للبرد ، والأصناف الأقل تحملاً للبرودة التي لديها نسبة أعلى من الإصابة بعدوى مرارة التاج.

فترة النشاط
أوائل الصيف ، خاصة بعد الشتاء حدثت إصابات في الأصناف الحساسة للبرودة.

ملاحظات الكشافة
توجد العفاريت في الغالب على الجذع السفلي ، من خط التربة إلى السلك الأول ، ومع ذلك ، قد تتطور الكرات الهوائية لأكثر من متر واحد فوق التعريشة. راقب هذه المناطق من الجذع بحثًا عن الكرات التي تبدأ في أوائل الصيف. عادة ما تظهر الكروم المريضة بشدة انخفاضًا كبيرًا في الغلة والقوة ، مما يجعلها عرضة للقتل في فصل الشتاء.

عتبة
لا يوجد حد. جذوع مع أعراض مرارة التاج تضعف وتموت. ومع ذلك ، فإن جذوعًا أخرى خالية من الأعراض على نفس الكرمة ، أثناء إصابتها بالعدوى ، قد تستمر في إنتاج المحاصيل لسنوات عديدة. إذا كانت المرارة في اتحاد الكسب غير المشروع ولم تتطور أي مصاصات ، فإن الكرمة ستموت.

ملاحظات الإدارة
تعتبر ممارسات الإدارة التي تقلل من الإصابة مهمة في إدارة هذا المرض ، حيث يرتبط التعبير عن المرارة التاجية ارتباطًا وثيقًا بحدوث الإصابة.

قبل الزراعة

قد يتم تقليل خسائر نبات العنب بسبب مرارة التاج مع بعض الاعتبارات قبل اختيار موقع مزرعة العنب أو الزراعة.

  • حدد المواقع ذات التربة الجيدة وتصريف الهواء ، وتجنب المناطق المعرضة للصقيع
  • حدد الجذر الذي يقاوم مرارة التاج مثل Courderc 3309 و 101-14 Mgt و Riparia Gloire ،
  • اختر الأصناف شديدة التحمل والبرودة حيثما أمكن ذلك
  • لا تعيد زراعة مناطق كروم العنب القديمة حيث كانت المرارة التاجية موجودة بعد أقل من عامين من إزالة العنب. يمكن أن تعيش بكتيريا مرارة التاج في بقايا نباتات العنب القديمة حتى يتحلل الحطام. عند إزالة الكروم المريضة ، قم بإزالة أكبر قدر ممكن من نظام الجذر.
  • شراء فاينز من مصدر حسن السمعة. تعد مخزون الحضانة المصاب بكثرة المصدر الرئيسي لمرض المرارة التاجية في مزارع الكروم.
  • تعتبر معالجة الكروم بالماء الساخن فعالة في تقليل مستويات عدوى مرارة التاج في مواد الزراعة.

بعد الزراعة

لا يوجد الكثير مما يمكن فعله للسيطرة على هذا المرض بمجرد أن ينشأ في الكرم بخلاف تجنب إصابة الكروم (الشتوية والميكانيكية والبشرية) التي ستنشط المرض.


متقدم

الاسم العلمي
أغروباكتريوم توميفاسيانز

هوية

  • العفاريت على الجذور والتيجان وأحيانًا الجذوع والسقالات
  • الكرات كروية ، متكتلة وخشنة ، يتراوح قطرها من 1 إلى أكثر من 10 سم
  • تكون العفاري في البداية ناعمة وسلسة ولكنها تتحول إلى اللون الداكن والصلب والخشن والخشبي والمتشقق كلما تكبروا وأقدموا في السن
  • تحدث الكرات عمومًا على جانب واحد فقط من الجذر
  • يمكن أن يتم تقليم الأشجار الصغيرة وقتلها بسرعة إلى حد ما من قبل العفث التاجية عادة ما تكون العفث ليست خطيرة على الأشجار الأكبر سناً ما لم تغزوها فطريات تحلل الخشب

كثيرا ما يتم الخلط بينه وبين
نيماتودا عقدة الجذر تتأرجح على الجذور - يحدث التورم عبر قطر الجذر بالكامل بدلاً من جانب واحد فقط

مادة الاحياء
يؤثر العامل الممرض على مجموعة واسعة من النباتات الخشبية عريضة الأوراق ، بما في ذلك الفاكهة ذات النواة. يتم إطلاق البكتيريا في التربة عندما تكون الكرات مبللة أو عندما تتفكك أنسجة المرارة القديمة. يمكن للبكتيريا أن تعيش في التربة لمدة سنة واحدة على الأقل في حالة عدم وجود نسيج مضيف. لا تُصاب الأشجار القائمة إلا من خلال الجروح ، مثل تلك الناتجة عن تشققات النمو أو التقليم أو التلف الناتج عن معدات الزراعة أو إصابة التجميد. يمكن أن تصاب الشتلات أثناء الإنبات إذا زرعت في تربة موبوءة. تتداخل الكرات مع التدفق الطبيعي للمياه والمغذيات. قد تُقتل الأشجار الصغيرة بينما تعاني الأشجار الأكبر سناً من قلة النمو والحيوية.

تدخل البكتيريا إلى الجذور والتاج من خلال الجروح الناتجة عن العناية والتعامل مع مخزون الحضانة. قد يدخلون أيضًا من خلال الجروح التي تسببها الحشرات التي تتغذى على الجذور. بعد الإصابة ، تغزو بكتيريا المرارة التاجية الأنسجة المضيفة ، وتتكاثر بين الخلايا المضيفة. يتم دمج جزء من المادة الوراثية للبكتيريا في تلك الموجودة في الخلايا المضيفة ، مما يؤدي إلى تكاثرها وإنتاج أحماض أمينية غير عادية تعمل كمصدر غذاء للبكتيريا. يؤدي تكاثر هذه الخلايا إلى تكوين المرارة.

قد تظهر الأعراض في غضون أسابيع قليلة في درجات حرارة معتدلة أو قد تظل البكتيريا كامنة لمدة 2-5 سنوات قبل ظهور الأعراض. إذا حدث مرارة التاج في الحضانة ، فعادة ما تتطور الأعراض بشكل جيد على الأشجار المكتملة في وقت الحفر.

بالإضافة إلى الكرات الأولية ، تتطور الكرات الثانوية أحيانًا على مسافة ما من العدوى الأولية. قد تتطور هذه الكرات على الأنسجة غير المصابة ولا يمكن العثور على البكتيريا المرتبطة بها.

فترة النشاط
قد تظهر الأعراض في غضون أسابيع قليلة في درجات حرارة معتدلة أو قد تظل البكتيريا كامنة لمدة 2-5 سنوات قبل ظهور الأعراض.

الحدود القصوى
لا يوجد تسامح لأشجار الحضانة المصابة بالمرارة التاجية.

ملاحظات الكشافة
تفقد أشجار الحضانة بحثًا عن علامات وجود عوارض قبل الزراعة. راقب الأشجار الصغيرة بحثًا عن علامات الانهيار والأشجار الأكبر سنًا لفقدان الحيوية. تحقق من الجذور والتيجان والجذوع والسقالات بحثًا عن مرارة التاج.

ملاحظات الإدارة
ازرع في حقول جيدة التصريف وقم بتدوير المواقع الميدانية الملوثة بنباتات غير مضيفة مثل الأعشاب أو الحبوب.

في الحضانة ، يجب استخدام وسيلة زراعة معقمة.

استخدم فقط مخزون الحضانة الخالية من المرارة من حضانة ذات سمعة طيبة. افحص بعناية مخزون الحضانة قبل الزراعة وأعد الدفعة بأكملها إذا تم العثور على أشجار مصحوبة بأعراض. زرع الشتلات مع القليل من الكعب أو بدون كعب.

تعامل مع الأشجار الصغيرة لتجنب الإصابة قدر الإمكان ، سواء أثناء الزراعة أو أثناء حياة الشجرة في البستان.

قم بإزالة الأشجار التي توجد بها عوارض كبيرة تحيط بالتيجان عندما تصبح الأشجار غير منتجة.

عند إعادة زراعة موقع متأثر سابقًا ، قم بإزالة أكبر عدد ممكن من جذور الأشجار القديمة ، وقم بزراعة محصول تناوب العشب للمساعدة في تحطيم بقايا المواد المضيفة وتقليل مستويات مسببات الأمراض ، وتعويض الأشجار الجديدة عن تباعد الأشجار السابق لتقليل ملامسة الأشجار الجديدة الصحية. الجذور مع أي جذور موبوءة قد تبقى.


16.5F: الأجرعية وأمراض التاج المرارة - علم الأحياء

أغروباكتريوم توميفاسيانز
بقلم أليسا كولينز
مشروع فئة ل
PP728 مسببات الأمراض النباتية المنقولة بالتربة
جامعة ولاية نورث كارولينا
قسم أمراض النبات

أغروباكتريوم توميفاسيانز، سبب المرض المهم اقتصاديًا ، مرارة التاج ، تمت دراسته أيضًا لسنوات بسبب بيولوجيته الرائعة. تتضمن الآلية التي تستخدمها هذه البكتيريا لتطفل الأنسجة النباتية دمج بعض الحمض النووي الخاص بها في جينوم المضيف مما يؤدي إلى أورام قبيحة وتغيرات في استقلاب النبات. A. الورم حفز أول تطوير ناجح لعامل تحكم بيولوجي ويستخدم الآن كأداة لهندسة الجينات المرغوبة في النباتات.

نطاق المضيف والتوزيع

أغروباكتريوم توميفاسيانز عالمي في التوزيع ، ويؤثر على النباتات ثنائية الفلقة في أكثر من 60 عائلة نباتية مختلفة. يمكن العثور على تاج التاج في أغلب الأحيان على الفاكهة ذات النواة الحجرية وأشجار التفاح وكذلك العليق والعديد من أنواع نباتات الزينة.

أغروباكتريوم توميفاسيانز هو أحد أفراد الأسرة جذمور. هذه البكتيريا سالبة الجرام وتنمو بشكل هوائي ، دون تكوين الأبواغ الداخلية. الخلايا على شكل قضيب ومتحركة ، ولها واحد إلى ستة سوط صفاقي. تبلغ مساحة الخلايا 0.6-1.0 مترًا في 1.5 إلى 3.0 مترًا ويمكن أن توجد منفردة أو في أزواج. في المزرعة على الوسائط المحتوية على الكربوهيدرات ، تنتج الخلايا كميات كبيرة من السكريات خارج الخلية ، مما يعطي المستعمرات مظهرًا كثيفًا ولزجًا.

في الآونة الأخيرة ، تم إعادة تصنيف أنواع الأجرعية باستخدام تسلسل الحمض النووي الريبي الريبوزومي كأداة تصنيفية. التسميات الناتجة تضع الأنواع السابقة ، A. الورم بيوفار 1 ، A. Radiobacter biovar 1 و أ. ريزوجينيس biovar 1 ، ضمن التصنيف الجديد: أغروباكتريوم توميفاسيانز.
عزل
A. الورم يمكن عزلها بشكل فعال للتعرف عليها من أنسجة المرارة أو التربة أو الماء. تكون أنسجة المرارة المثالية للعزل بيضاء أو كريمية اللون من المرارة الشابة التي تنمو بنشاط. يجب غسل المرارة أو تعقيم سطحها باستخدام مبيض منزلي بنسبة 20٪ ، وشطفها عدة مرات في ماء معقم. قطع بضع عينات من أجزاء مختلفة من الأنسجة البيضاء من المرارة ، والمزيد من تقسيم العينات إلى قطع صغيرة. ضع هذه القطع في أنبوب مستنبت يحتوي على ماء مقطر معقم أو عازل ودوامة واتركها لمدة 30 دقيقة على الأقل. باستخدام حلقة التلقيح ، خط هذا التعليق على المتوسط ​​1A (Schaad et al. ، 2001) ، واحتضان عند 25-27 درجة مئوية ، ستنمو السلالات المختلفة بمعدلات مختلفة. يمكن للمرء أيضًا استخدام هذه الوسيلة الانتقائية للكشف A. الورم في مخففات التربة أو مياه الري.

وتجدر الإشارة ، مع ذلك ، إلى أن وجود A. الورم الخلايا في العينة لا تملي بالضرورة وجود سلالة تحريض مرارة التاج في العينة. فقط الخلايا التي تحتوي على بلازميد معين ( تيأناالبلازميد) يمكن أن يسبب المرض. A. الورم السلالات التي تفتقر إلى البلازميد تعيش كبكتيريا تعيش في الجذور دون أن تسبب المرض.

أعراض

تظهر مرارة التاج في البداية على شكل انتفاخات صغيرة على الجذر أو الساق بالقرب من خط التربة ، وأحيانًا على الأجزاء الهوائية من النبات. الأورام الشابة ، التي غالبًا ما تشبه نسيج الكالس الناتج عن الجرح ، تكون ناعمة ، كروية نوعًا ما ، بيضاء إلى كريمية اللون. مع تقدم الأورام في السن ، يصبح شكلها غير منتظم تمامًا ، ويتحول لونها إلى اللون البني أو الأسود. قد ترتبط الأورام بسطح العائل بواسطة جزء ضيق فقط من الأنسجة ، أو قد تظهر كتورم في الساق ، وليس منفصلًا بشكل واضح. يمكن أن يكون النسيج إسفنجيًا ومتفتتًا في جميع أنحاء المرارة أو يمكن أن يكون خشبيًا وشبيهًا بالعقدة. قد تحدث عدة أورام في نفس النبات وقد تتعفن من سطح النبات كليًا أو جزئيًا ، وربما تتطور بشكل متكرر في نفس المنطقة موسمًا بعد موسم. تشمل الأعراض الإضافية التقزم ، والأوراق المصفرة ، وقد تكون النباتات أكثر عرضة للظروف البيئية المعاكسة والعدوى الثانوية.

السلالات المسببة للأمراض A. الورم قد يعيش في التربة الرمية لمدة تصل إلى عامين. عندما يُجرح نبات مضيف قريب بالقرب من خط التربة عن طريق تغذية الحشرات أو إصابة الزرع أو أي وسيلة أخرى تنتقل البكتيريا كيميائيًا إلى موقع الجرح وبين الخلايا المضيفة. ثم تحفز هذه البكتيريا الخلايا المضيفة المحيطة على الانقسام بسرعة وبشكل غير منتظم. تحقق البكتيريا هذا عن طريق إدخال قطعة من الحمض النووي الخاص بها في كروموسومات الخلايا المضيفة ، مما يتسبب في زيادة إنتاج السيتوكينين والأوكسينات التي تعد منظمات نمو النبات ، والأكسين الذي يعمل كمغذيات للعامل الممرض. يكون النسيج الناتج غير متمايز بلون أبيض أو كريمي ، وقد تحتوي الخلايا على نواة واحدة أو أكثر. يستمر هذا النسيج في النمو ويتكون ورم على جذر أو ساق النبات ، اعتمادًا على موقع الجرح الأصلي. تحتل البكتيريا الفراغات بين الخلايا حول محيط المرارة ولا توجد في وسط الورم المتضخم. الورم غير محمي بالبشرة ، مما يترك الأنسجة عرضة لمسببات الأمراض الثانوية والحشرات والنباتات الرخامية. يؤدي تدهور الورم من قبل الغزاة الثانويين إلى تغير اللون البني أو الأسود وإطلاقه A. الورم تعود الخلايا إلى التربة لتحملها التربة أو الماء ، أو تبقى في التربة حتى موسم النمو التالي. في النباتات المعمرة ، قد يبقى جزء من النسيج المصاب على قيد الحياة ويسكنه A. الورم، والتي ، حتى لو تلاشى الورم ، يمكن أن تستمر في التسبب في ورم جديد في الموسم التالي في نفس المكان.

إدخال الممرض A. الورم يمكن تجنب سلالات من خلال الفحص الشامل لمخزون الحضانة لأعراض مرارة التاج. لا ينبغي زراعة الأصناف الحساسة في تربة معروفة بأنها مصابة بالعامل الممرض. يجب أن تزرع هذه التربة في محصول أحادي الفلقة مثل الذرة أو القمح لعدة سنوات. يجب أن يكون مخزون الحضانة معتمدًا على أنه خالٍ من التاج ويجب أن يتم تبرعمه بدلاً من تطعيمه. في حالة وجود تهديد مرارة التاج ، يجب تجنب جميع الممارسات التي تؤدي إلى نسيج الجرح والسيطرة على مضغ الحشرات.

المعالجة الوقائية للبذور أو عمليات الزرع بكائن المكافحة الحيوية غير الممرضة الأجرعية المشعة هي وسيلة فعالة وغير مكلفة نسبيًا لإدارة تطوير مرارة التاج في العمليات التجارية. تطبيق هذا المضاد عن طريق نقع البذور أو غمس الشتلات يمكن أن يمنع العدوى من قبل معظم سلالات A. الورم بسبب إنتاج المضاد الحيوي agrocin 84 بواسطة السلالة K84 of A. Radiobacter. يتم عرض بعض الخصائص العلاجية من خلال مزيج متوفر تجاريًا من 2،4-زايلينول وميتاكريسول في مستحلب زيت-ماء عند رسمه مباشرة على الأورام المثبتة. ولكن نادرًا ما يستخدم هذا بسبب قيود العمل والوقت.

أجريوس ، ج. 1988. علم أمراض النبات ، 3 إد. Academic Press Inc. ، لندن. ص 558-565.

هورست ، ر. 1983. خلاصة وافية لأمراض الورد. مطبعة APS ، سانت بول ، مينيسوتا. ص 23-25.

شاد ، إن دبليو ، جيه بي جونز وأمبير دبليو تشون. 2001. دليل المختبر لتحديد البكتيريا المسببة للأمراض النباتية ، الطبعة الثالثة. مطبعة APS ، سانت بول ، مينيسوتا. ص 17 - 35.

روابط لمواقع أخرى بمعلومات عنها أغروباكتريوم توميفاسيانز


مرض تاج المرارة لمحاصيل الحضانة

لاحظ كل الكرات على طول الجذع إلى اليمين. بدأ الكثير في تقليم الجروح.

L.W. مور (متوفى) ، عالم البكتيريا وأخصائي أمراض النبات ، جامعة ولاية أوهايو

تم التحديث بواسطة M.L. Putnam ، أخصائي التشخيص وأخصائي أمراض النبات ، جامعة ولاية أوهايو

لا يزال مران التاج يمثل مشكلة كبيرة لصناعة المشاتل ، في كل من النباتات الخشبية والعشبية. العامل الممرض المعروف تقليديا أنه يسبب مرارة التاج في معظم النباتات هو Agrobacterium tumefaciens (Rhizobium radiobacter). كان اسم العامل الممرض محل نزاع منذ عقود ، ومن المعروف أن A. tumefaciens هي مجموعة أنواع تتكون من 11 نوعًا مختلفًا على الأقل من الجينوموسبيس. هنا سوف نشير إلى البكتيريا التي تسبب مرارة التاج على أنها بكتيريا زراعية أورام. يمكن أن تتسبب الأنواع الأخرى من الأجرعية أيضًا في ظهور العفص: A. rubi أقل شيوعًا في تسمية المضيف الذي تم العثور عليه لأول مرة (Rubus spp.) ، ومنذ ذلك الحين تم العثور عليه في العفص على الورد ، ومن المحتمل العثور عليه في النباتات الأخرى مع الوقت. يتسبب التهاب الجراثيم vitis (= Allorhizobium vitis) في ظهور العفث على أشجار العنب. يسبب A. larrymoorei تهيج Ficus benjamina ، وقد تم العثور عليه مؤخرًا في عوارض الورد. تم وصف نوع جديد مكون للديدان ، معزول أيضًا عن الورد ، وأطلق عليه اسم A. rosae. من المحتمل أن يتم تسمية أنواع إضافية في السنوات القادمة ، حيث يتم فحص البكتيريا المرتبطة بالجرثومة عن كثب باستخدام التقنيات الجزيئية الحديثة. كل هذه الأنواع لها بيولوجيا مماثلة. تغطي هذه المناقشة علم الأحياء ، ونطاق المضيف ، والأعراض ، وإدارة المرض.

مرارة التاج هي مرض يسبب الورم في النباتات تسببه البكتيريا الزراعية السرطانية ، ويعتقد أن الكثير منها موجود في معظم أنواع التربة الزراعية. تنتشر مسببات الأمراض ، في التربة أو على النباتات المصابة ، عن طريق رش المطر ، ومياه الري ، والنباتات المتساقطة مع النباتات الصحية ، والآلات الزراعية ، وأدوات التقليم ، والرياح ، وأجزاء النباتات المستخدمة للتكاثر. الجروح مطلوبة حتى يصيب العامل الممرض النبات. تصنع الجروح عن طريق التقليم والزراعة ، وظهور الجذور الجانبية ، وإصابة الصقيع ، وتغذية الحشرات والديدان الخيطية. يستعمر العامل الممرض الجرح ويلتصق بقوة بالخلايا النباتية المصابة وينقل جزءًا من حمضه النووي إلى الحمض النووي للنبات. تظهر العفاريت في غضون أسابيع عند درجات حرارة أعلى من 70 درجة فهرنهايت على النباتات العشبية ، وقد لا تظهر النباتات الخشبية مثل الورود حتى شهور أو سنوات بعد التعرض. عادة ما تتطور العدوى الكامنة إلى جرات في موسم نمو لاحق. يمكن أن تنتقل البكتيريا الممرضة من المرارة إلى التربة أو المياه المحيطة حيث تستعمر أو تصيب أنسجة نباتية جديدة.

على الرغم من أنه من الشائع أن تحتوي على مجموعة مضيفة من المئات ، إلا أن هذه المعلومات تستند إلى تلقيح اصطناعي في كثير من الأحيان لعزلة واحدة فقط. من الناحية العملية ، يكون عدد أقل بكثير من النباتات عرضة للإصابة بشكل طبيعي. (يتم سرد أمثلة على النباتات المضيفة المصابة بالبكتيريا الأجروية في الجدول 3.) ومع ذلك ، يمكن أن تؤوي النظم الجذرية للنباتات غير المضيفة مثل الأعشاب الضارة والأعشاب والحبوب العامل الممرض وتعمل كخزان للقاح في البيئات الطبيعية.

يُطلق على هذا المرض اسم مرارة التاج ، ولكن يمكن العثور على الغثيان عند قاعدة العقل ، أو على الجذور ، أو التيجان ، أو على السيقان ، أو القصب ، أو الكروم ، أو الأوراق. عادة ما توجد نبتات الأوراق في النباتات العشبية المصابة بعدوى جهازية. (نباتات الزينة العشبية المعرضة لمرارة التاج موضحة في الجدول 1.) غالبًا ما تحدث العوارض عند تقليم الجروح. عادة ما تكون الكرات مستديرة وقد تكون ناعمة أو مزخرفة مثل رأس القرنبيط. في النباتات الخشبية المعمرة ، تصبح العفث أكثر خشونة وتشققًا مع تقدم العمر ، ويصل قطرها أحيانًا إلى 6 بوصات ، وتحيط بالساق. عادة ما تكون الكرات الموجودة على العنب والتوت والفاكهة العليقة عبارة عن حواف مستطيلة منتفخة من الأنسجة تنفجر عبر أنسجة الساق الخارجية.

النباتات الخشبية المصابة في السنة الأولى من زراعتها هي أكثر تضررا. (يتم عرض النباتات الخشبية المعرضة لمرارة التاج في الجدول 2). تضعف النباتات الصغيرة شديدة الشدة ، وتقزمها ، وغير منتجة وتموت أحيانًا بسبب نظام جذر أدنى. التقارير الأدبية عن تلف مرارة التاج متناقضة ، فهي تتراوح من حميدة إلى منهكة إلى مميتة.

تظهر الأعراض بعد 2 إلى 4 أسابيع من الإصابة إذا كانت درجات الحرارة أعلى من 68 درجة فهرنهايت ، وعادة ما تتزامن مع درجات حرارة التربة الأكثر دفئًا في مايو أو يونيو. في البداية ، تبدو الكرات وكأنها نتوءات الكالس ولكنها تتزايد بسرعة في الحجم والعدد. يتباطأ تطور الأعراض بشكل كبير إلى ما دون 58 درجة فهرنهايت ويتوقف عن 50 درجة فهرنهايت. يتم منع العدوى فوق 92 درجة فهرنهايت إلى 95 درجة فهرنهايت. الالتهابات الكامنة بلا أعراض وتحدث عادة عندما تكون التربة باردة. تظهر أعراض المرارة عادةً عند الجرح المصاب في الموسم التالي في حالات نادرة لا تظهر العفاريت حتى موسم النمو الثالث.

يمكن أن تبدو بعض المشاكل مثل مرارة التاج ولكنها ليست مسببة للأمراض. Aerial burr knot on apple tree trunks and branches is a cushion-like assemblage of adventitious roots its cause is thought to be genetic rather than an infectious agent.

Small galls require careful diagnosis because they may be confused with excessive wound callus. Detection using molecular methods specific to plasmid gene regions involved with virulence, or isolation of bacteria later identified as pathogenic is necessary to confirm a crown gall diagnosis. Nonpathogenic Agrobacterium cells are often prevalent in these same tissues and can reach high populations. That makes diagnosis difficult, especially in galls on apple, blueberry, and grapevines where non-pathogens can constitute over 99% of the Agrobacterium population.

Disease Management – Woody Nursery Stock

Pathogen-free plants grown in uninfested soil will not develop crown gall. This emphasizes the importance of planting clean propagating material in clean soil. Good sanitation and cultural practices are important deterrents to crown gall. Discard all nursery stock showing symptoms to avoid contaminating healthy plants and storage facilities. At harvest, leave noticeably galled plants in the field for later pickup and destruction. If possible, choose a rootstock that is less susceptible, avoid planting sites heavily infested by root-attacking insects and nematodes, disinfect pruning equipment between trees, and adopt management practices that minimize wounding. Avoid planting into heavy, wet soil. Don’t plant trees deeper than they grew in the nursery. If possible, incubate dormant seedling roots at 73°F to 76°F for 10 to 14 days to heal wounds and reduce susceptibility to tumorigenic agrobacteria before planting them in wet soil. Use irrigation water from wells, if possible. Avoid planting where galled plants grew in the last 4 to 5 years choose fields that were planted recently to vegetables or grain. In summary, think prevention —avoid exposing plants to tumorigenic agrobacteria at any stage of plant production.

Crown gall is generally much more prevalent in heavy soils or in soil where water stands for a day or so. In New York, crown gall incidence was highest on a heavy clay knoll (15 ft elevation) from which water drained toward flat, loamy portions of the field. In Oregon, gall incidence on an Old Home x Farmingdale pear rootstock selection was severe (495 of 500 trees infected) in a heavy, wet soil, but in the same field only 1 of 500 trees was galled outside the wet area.

Cropping history can influence crown gall incidence. Budded apple trees became badly galled in fields where a previous nursery crop such as grape, peach, raspberry, and rose had been heavily infected. This situation isn’t repeated at every site, but we still recommend avoiding fields with a recent history of crown gall.

Reports of resistance in plants normally susceptible to crown gall are limited and depend on the strains of bacteria present in a given location. There are no reliable lists of cultivars with resistance that hold up in all geographic locations. It is better to select plants that are not susceptible in the first place if crown gall is a chronic problem in a particular field.

Using A. radiobacter K84, a biological control agent, has been very effective against crown gall on a number of hosts, but exceptions exist. Strain K84 produces a toxin against some tumorigenic strains of agrobacteria. This biological control is solely preventive, not curative application timing is critical to properly protect plant wounds caused at harvest or by pruning. Htay and Kerr recommend seed and root treatment with K84 for best results. Not all strains of tumorigenic agrobacteria are sensitive to K84. For example, most agrobacteria isolated from grape tumors are A. vitis , which are insensitive to K84. If K84 has been used properly and galling persists, its use should be discontinued since it is likely the bacteria present are not sensitive to the product.

An improved, genetically engineered strain of K84 called K1026 is available. Its use is preferable, since the K1026 bacteria are not capable of transferring to other bacteria the genes that produce the toxin.

Biological control is compatible with a few pesticides such as metalaxy (Ridomil), thiram and thiophanate-methyl (Topsin) but not with captan, etridiazole alone (Truban), etridiazole plus thiophanate-methyl (Banrot or Zyban), mancozeb, PCNB or streptomycin. It is also not compatible with chlorinated water.

No registered chemicals that effectively control crown gall are currently available in the United States. In general, chemical preplant dips or soil drenches have been ineffective.

Fumigation to rid soil of Agrobacterium generally has been ineffective, and in some cases, growers reported more disease after fumigation.

Heat therapy has been tried in cherry and plum seedlings, and in dormant grape cuttings. Although these measures can reduce the incidence of disease, there will still be a small percentage of plants that remain infected. Time and temperatures needed for effective heat therapy has not been determined for many plants, and injury to the plant material can occur when temperatures are too high. Although promising, heat therapy is not commonly used due to these difficulties.

In solarization, a thin plastic film is stretched over moist soil to capture energy from the sun and heat the soil to temperatures that kill pathogenic microbes. Populations of tumorigenic agrobacteria could not be detected in a solarized sandy loam soil, but solarization did not work in the heavier silty-loam. Mazzard cherry seedlings planted later in solarized and in nonsolarized control plots developed crown gall only in the nonsolarized plots.

Following is a summary of the best practices for managing crown gall. They include experimental results and grower observations. Understandably, physical and economic constraints occasionally may impede applying all these practices. But for best results, follow or adapt the procedures as closely as possible to fit your management plan.

Best Practices for Managing Crown Gall

  • Discard diseased plants as soon as noticed to avoid cross-contaminating other plants, equipment, or storage facilities.
  • Don’t heel-in galled plants with healthy plants.
  • Use good sanitation in handling planting stock.
  • Minimize wounding disinfect pruning tools between plants.
  • Plant only disease-free stock.
  • Plant in clean soil.
  • Avoid fields with a recent history of high crown gall infestation.
  • Avoid fields with heavy infestations of root-attacking insects and nematodes.
  • Select well-drained soils tile heavy soils.
  • Field-fallowing is helpful but may be impractical west of the Cascade Range.
  • Rotate susceptible crops with small grains.
  • Plant when soil is below 50°F.
  • Solarize lighter soils.
  • Avoid mechanical injury from tillage, hoeing.
  • Irrigate with deep-well water or sanitized pond water.
  • Keep grafts and buds above soil line.
  • Avoid high nitrogen and irrigation late in the growing season.

The following are specific procedures for commonly grown plants that can be used in addition to the above general procedures.

Stone Fruit, Nut Crops, Roses: Dip or spray with the biocontrol agent K84 or K1026. Apply to seed, bare roots, and aboveground grafts.

Anderson, A.R., and Moore, L.W. 1979. Host specificity in the genus Agrobacterium . Phytopathology 69:320-323.

Aubert, B., Faivre Amiot, A., and Luisetti, J. 1982. Phytosanitary selection work in Reunion on some fruit trees with a low chilling requirement. Fruits 37:87-96.

Bazzi, C. 1983. Biological control of crown gall in Italy. In: Proceedings of the International Workshop on Crown Gall, Wadensville, Switzerland, R. Grimm (ed.) Wadensville, Switzerland: Swiss Federal Research Station for Fruit-growing, Viticulture, and Horticulture.

Bradbury, J.F. 1986. Guide to Plant Pathogenic Bacteria. Slough, United Kingdom: C.A.B International Press.

Canfield, M.L., and Moore, L.W. 1992. Control of crown gall in apple (Malus) rootstocks using Copac E and Terramycin. Phytopathology 82:1153 (Abst.).

Canfield, M.L., Putnam, M.L.,White, T.J., and Moore, L. W. 1995. Isolation of Agrobacterium tumefaciens from blueberry (Vaccinium corymbosum). Phytopathology 85:1194 (abst.).

Cazelles, O., and Epard, S. et al. 1991. The effect of disinfection with oxyquinoline sulfate of the Berl. x Rip. 5C rootstock on the expression of crown gall in grape propagation. Revue Suisse de Viticulture, d’Arboriculture et d’Horticulture 23:285-288.

Deep, I.W., and McNeilan, R.A. وآخرون. 1968. Soil fumigants tested for control of crown gall. Plant Disease Reporter 52:102-105.

Dhanvantari, B.N., and Johnson, P.W. وآخرون. 1975. The role of nematodes (Pratylenchus penetrans, Meloidogyne hapla, Meloidogyne incognita) in crown gall infection (Agrobacterium tumefaciens) of peach in southwestern Ontario. Plant Disease Reporter 59:109-112.

Durgapal, J.C. 1977. Evaluation of rootstocks of pome and stone fruits and related wild species for resistance to crown gall. Current Science 46:389-390.

Garrett, C.M.E. 1987. The effect of crown gall on growth of cherry trees. Plant Pathology 36:339-345.

Gloyer, W.O. 1934. Crown gall and hairy root of apples in nursery and orchard. Geneva, NY: New York Agricultural Experiment Station Bulletin 638.

Goodman, R.N., and Grimm, R. et al. 1993. The influence of grape rootstocks on the crown gall infection process and on tumor development. American Journal of Enology and Viticulture 44:22-26.

Grimm, R. 1987. Control of crown gall in Swiss apple nurseries. Bulletin OEPP/EPPO Bulletin 17(2):269-272.

Heimann, M., and Beicht, W. 1980. Crown gall on (Erica) gracilis: what is it really? Gb + Gw, Gñrtnerbîrse und Gartenwelt. 80(32):712-716.

Htay, K., and Kerr, A. 1974. Biological control of crown gall: seed and root inoculation. Journal of Applied Bacteriology 37:525-530.

Ishizawa, Y., and Kyotani, H. et al. 1992. Methods for evaluating the degree of crown gall resistance and the varietal differences in peach. Bulletin of the Fruit Tree Research Station 23:37-46.

Jaburek, V., and Holub, J. 1987. Effect of the rootstock BD-SU-1 on the growth and productivity of selected peach cultivars. Fruit Growing 60:192-195.

Kuzmanović N., Puławska, J., Smalla, K., and Nesme, X. 2018. Agrobacterium rosae sp. nov., isolated from galls on different agricultural crops. النظام. تطبيق ميكروبيول. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2018.01.004

Lemoine, J., and Michelesi, J.C. 1993. Agronomic behaviour of pears: incidence of crown gall. Arboriculture Fruitiere 465:23-27.

Lu, S., and Canfield, M. et al. 1993. Use of sensitive nonradioactive methods to detect Agrobacterium tumefaciens in crown gall tumors of naturally infected woody plants. 6th International Congress on Plant Pathology, Montreal, Canada. Ottawa, Canada: National Research Council.

Mafakheri, H., Taghavi, S.M., Pulawska, J., Lajudie, de P., Lassalle, F., and Osdahgi, E. 2019. Two novel genomospecies in the Agrobacterium tumefaciens species complex associated with rose crown gall. Phytopthology 11:1859-1868.

Mirow, H. 1985. Experiments on the control of crown gall on woody plants in the nursery. Deutsche Baumschule 37:300-301.

Moore, L.W. 1976. Latent infections and seasonal variability of crown gall development in seedlings of three Prunus species. Phytopathology 66:1097-1101.

Moore, L.W. 1976. Research findings of crown gall and its control. American Nurseryman 144:8-9.

Moore, L.W. 1980. Controlling crown gall with biological antagonists. American Nurseryman 151:44.

Moore, L.W., and Cooksey, D.C. 1981. Biology of Agrobacterium tumefaciens: plant interactions. ص. 15-46 in The Biology of Rhizobiaceae, International Review of Cytology Supplement 13, K. Giles (ed.). نيويورك: مطبعة أكاديمية.

Moore, L.W., and Allen, J. 1986. Controlled heating of root-pruned dormant Prunus seedlings before transplanting to prevent crown gall. Plant Disease 70:532-536.

Moore, L.W., and Kado, C.I. وآخرون. 1988. Agrobacterium. ص. 16-36 in Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria, 2nd ed., N.W. Schaad (ed.). St Paul, MN: American Phytopathological Society Press.

Nesme, X., and Beneddra, T. et al. 1990. Importance of crown gall in hybrids of Populus tremula L. x P. alba L. in forest tree nursery. Agronomie 10:581-588.

Ophel, K., and Nicholas, P.R. et al. 1990. Hot water treatment of dormant grape cuttings reduces crown gall incidence in a field nursery. American Journal of Enology and Viticulture 41:325-329

Pierronnet, A., and Eyquard, J.P. 1993. Prunus rootstocks and crown gall. Arboriculture Fruitiere 466:37-41.

Pinkerton, J.N., and Canfield, M.L. وآخرون. 1996. Effect of soil solarization and cover crops on populations of selected soilborne plant pathogens. Phytopathology 86 (supplement):S98 (abst.).

Pu, X.A., and Goodman, R.N. 1993. Effects of fumigation and biological control on infection of indexed crown-gall-free grape plants. American Journal of Enology and Viticulture 44:241-248.

Raio, A., and Zoina, A. et al. 1997. The effect of solar heating of soil on natural and inoculated agrobacteria. Plant Pathology 46:320-328.

Rautenberg, E. 1973. Studies on Exobasidium galls of Rhododendron simsii Planch. II: conditions of gall development and the interaction between host plant and cecidia. Phytopathologische Zeitschrift 78(2):121-133.

Rebandel, Z. 1979. Effect of crown gall, Agrobacterium tume-faciens , and apple mosaic on bud take and tree growth in the nursery. Roczniki Akademii Rolniczej 114:137-145.

Ross, N., and Schroth, M.N. وآخرون. 1970. Reducing losses from crown gall disease. California Agricultural Experiment Station Bulletin 845. Berkeley, CA.

Ryder, M.H., and Jones, D.A. 1991. Biological control of crown gall using Agrobacterium strains K84 and K1026. Australian Journal of Plant Physiology 18:571-579.

Siegler, E.A., and Piper, R.B. 1929. Aerial crown gall of the apple. Journal of Agricultural Research 39:249-262.

Schroth, M.N., and McCain, A.H. et al. 1988. Reduction in yield and vigor of grapevine caused by crown gall disease. Plant Disease 72:241-246.

Tawfik, A.E., and Riad, F.W. et al. 1983. Field spread of crown gall and root-knot nematode infection to peach rootstocks in Wady-el-Mollake, Ismaelia. Agricultural Research Review 61(2):193-201.

Toumey, J.W. 1894. Preliminary report of observations on the “crown-knot”. Arizona Agricultural Experiment Station Bulletin 33. Tucson, AZ.

Utkhede, R.S., and Smith, E.M. 1990. Effect of fumigants and Agrobacterium radiobacter strain 84 in controlling crown gall of apple seedlings. Journal of Phytopathology 128:265-270.

Vicedo, B., and Penalver, R. et al. 1993. Biological control of Agrobacterium tumefaciens , colonization, and pAgK84 transfer with Agrobacterium radiobacter K84 and the Tra-mutant strain K1026. Applied Environmental Microbiology 59:309-315.

Vogelsanger, J., and Grimm, R. 1983. Collecting bacterial strains from crown galls of apple rootstocks and identification of Agrobacterium tumefaciens. In: Proceedings of the International Workshop on Crown Gall, Wadensville, Switzerland, R. Grimm (ed.). Wadensville, Switzerland: Swiss Federal Research Station for Fruit-growing, Viticulture, and Horticulture.


Felix, G., Duran, J. D., Volko, S. & Boller, T. Plants have a sensitive perception system for the most conserved domain of bacterial flagellin. مصنع J. 18, 265–276 (1999).

هاياشي ، إف وآخرون. يتم التوسط في الاستجابة المناعية الفطرية للسوط البكتيري بواسطة مستقبلات شبيهة بـ Toll 5. طبيعة سجية 410, 1099–1103 (2001).

Gómez-Gómez, L. & Boller, T. FLS2: an LRR receptor-like kinase involved in the perception of the bacterial elicitor flagellin in أرابيدوبسيس. مول. زنزانة 5, 1003–1011 (2000).

Samatey, F. A. et al. Structure of the bacterial flagellar protofilament and implications for a switch for supercoiling. طبيعة سجية 410, 331–337 (2001).

Fliegmann, J. & Felix, G. Immunity: flagellin seen from all sides. نات. النباتات 2, 16136 (2016).

Donnelly, M. A. & Steiner, T. S. Two nonadjacent regions in enteroaggregative الإشريكية القولونية flagellin are required for activation of Toll-like receptor 5. J. بيول. تشيم. 277, 40456–40461 (2002).

Andersen-Nissen, E. et al. Evasion of Toll-like receptor 5 by flagellated bacteria. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 102, 9247–9252 (2005).

de Cleene, M. Crown gall: economic importance and control. Zentralbl. Bakteriol. Naturwiss 134, 551–554 (1979).

Chilton, M. D. et al. Stable incorporation of plasmid DNA into higher plant cells: the molecular basis of crown gall tumorigenesis. زنزانة 11, 263–271 (1977).

Trdá, L. et al. The grapevine flagellin receptor VvFLS2 differentially recognizes flagellin-derived epitopes from the endophytic growth-promoting bacterium Burkholderia phytofirmans and plant pathogenic bacteria. فيتول جديد. 201, 1371–1384 (2014).

Albert, M. et al. Regulation of cell behaviour by plant receptor kinases: pattern recognition receptors as prototypical models. يورو. J. خلية بيول. 89, 200–207 (2010).

Jehle, A. K. et al. The receptor-like protein ReMAX of أرابيدوبسيس detects the microbe-associated molecular pattern eMax from Xanthomonas. الخلية النباتية 25, 2330–2340 (2013).

Zamboni, A., Vrhovsek, U., Kassemeyer, H. H., Mattivi, F. & Velasco, R. Elicitor-induced resveratrol production in cell cultures of different grape genotypes (Vitis النيابة). Vitis 45, 63–68 (2006).

Sun, Y. et al. Structural basis for flg22-induced activation of the أرابيدوبسيس FLS2-BAK1 immune complex. علم 342, 624–628 (2013).

Chinchilla, D. et al. A flagellin-induced complex of the receptor FLS2 and BAK1 initiates plant defence. طبيعة سجية 448, 497–500 (2007).

Mueller, K. et al. Chimeric FLS2 receptors reveal the basis for differential flagellin perception in أرابيدوبسيس and tomato. الخلية النباتية 24, 2213–2224 (2012).

Butenko, M. A. et al. Tools and strategies to match peptide–ligand receptor pairs. الخلية النباتية 26, 1838–1847 (2014).

Meindl, T., Boller, T. & Felix, G. The bacterial elicitor flagellin activates its receptor in tomato cells according to the address–message concept. الخلية النباتية 12, 1783–1794 (2000).

Chinchilla, D., Bauer, Z., Regenass, M., Boller, T. & Felix, G. The أرابيدوبسيس receptor kinase FLS2 binds flg22 and determines the specificity of flagellin perception. الخلية النباتية 18, 465–476 (2006).

Heese, A. et al. The receptor-like kinase SERK3/BAK1 is a central regulator of innate immunity in plants. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 104, 12217–12222 (2007).

Hohmann, U. et al. Mechanistic basis for the activation of plant membrane receptor kinases by SERK-family coreceptors. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 115, 3488–3493 (2018).

Santiago, J. et al. Mechanistic insight into a peptide hormone signaling complex mediating floral organ abscission. eLife 5, e15075 (2016).

Bauer, Z., Gómez-Gómez, L., Boller, T. & Felix, G. Sensitivity of different ecotypes and mutants of نبات الأرابيدوبسيس thaliana toward the bacterial elicitor flagellin correlates with the presence of receptor-binding sites. J. بيول. تشيم. 276, 45669–45676 (2001).

Imkampe, J. et al. ال أرابيدوبسيس leucine-rich repeat receptor kinase BIR3 negatively regulates BAK1 receptor complex formation and stabilizes BAK1. الخلية النباتية 29, 2285–2303 (2017).

Halter, T. et al. The leucine-rich repeat receptor kinase BIR2 is a negative regulator of BAK1 in plant immunity. بالعملة. بيول. 24, 134–143 (2014).

Ma, C. et al. Structural basis for BIR1-mediated negative regulation of plant immunity. دقة الخلية. 27, 1521–1524 (2017).

Mansfield, J. et al. Top 10 plant pathogenic bacteria in molecular plant pathology. مول. Plant Pathol. 13, 614–629 (2012).

Albert, M. et al. نبات الأرابيدوبسيس thaliana pattern recognition receptors for bacterial elongation factor Tu and flagellin can be combined to form functional chimeric receptors. J. بيول. تشيم. 285, 19035–19042 (2010).

Wang, L. et al. The pattern-recognition receptor CORE of الباذنجانية detects bacterial cold-shock protein. نات. النباتات 2, 16185 (2016).

Yoo, S. D., Cho, Y. H. & Sheen, J. أرابيدوبسيس mesophyll protoplasts: a versatile cell system for transient gene expression analysis. نات. بروتوك. 2, 1565–1572 (2007).

Karimi, M., Inzé, D. & Depicker, A. GATEWAY TM vectors for Agrobacterium-mediated plant transformation. اتجاهات نباتية. 7, 193–195 (2002).

Nakagawa, T. et al. Development of series of gateway binary vectors, pGWBs, for realizing efficient construction of fusion genes for plant transformation. J. Biosci. بيونج. 104, 34–41 (2007).

Jefferson, R. A., Kavanagh, T. A. & Bevan, M. W. GUS fusions: beta-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in higher plants. EMBO J. 6, 3901–3907 (1987).

Zipfel, C. et al. Perception of the bacterial PAMP EF-Tu by the receptor EFR restricts الأجرعيةبوساطة التحول. زنزانة 125, 749–760 (2006).


خلفية

Crown gall disease was identified long ago as a bacterial plant disease [1], and its pathogenic bacterium is أغروباكتريوم توميفاسيانز, which mainly infects dicots. This disease often results in severe economic losses to the production of cherry and other fruit trees [2,3,4]. Crown gall disease starts with the attachment of A. الورم to plant cell. And then the transfer DNA, a portion of the Ti plasmid, will be integrated into the plant genome. Finally, the symptomatic tumors form and grow [5].

Crown gall disease affects many fruit trees and causes extensive economic losses in nurseries. In a previous study, 11 tree species were surveyed. The highest disease incidence was found in peach (برونوس بيرسيكا [L.] Batsch), almond (P. dulcis D Webb), cherry (P. avium L.), apple (Malus sylvestris Mill) and olive (أوليا يوروبا L.) [6]. It was also found the rootstock of peach, cherry, apple and pear (Pyrus communis L.) trees was a influence factor contributing to the significant differences in the frequency of galled plants.

Plants are often exposed to many various bacterial, viral, and fungal pathogens but have evolved potent defense systems to protect themselves [7]. In defense responses of plants, the identification of microbial pathogens plays a key role, as it “turns on” the signal transduction pathway which activates the expression of numerous pathogen-responsive genes [8, 9]. These disease resistance genes are crucial for identifying the effector proteins during the process of pathogen infection [7].

Many biotechnological strategies have been developed and applied in the attempt to control crown gall disease. In transformation experiments, the truncated genes involved in T-DNA transfer have been used to induce plant resistance to crown gall disease [10, 11], and inactivating the oncogenes could prevent tumor formation [12]. Therefore, to obtain plants that are resistant to crown gall disease, much research has been devoted to producing sense and antisense strands of the oncogene sequence by placing these sequences between opposing strong constitutive promoters [13], or to silencing the involved bacterial oncogenes by using premature stop codons [14]. The study of Niemeyer et al. (2014) demonstrated a successful reprogramming of the viral ن gene response against crown gall disease [9]. In recent years, Rosalia Deeken’s group has been working on the molecular mechanism between crown gall disease and A. الورم في نبات الأرابيدوبسيس thaliana [8, 15,16,17,18]. Pathogen infection always induces response of plant hormones. لي وآخرون. (2009) explored the physiological changes and adaptations on the aspect of SA, JA, ethylene (ET), and auxin (indole-3-acetic acid, IAA) with changes in the نبات الأرابيدوبسيس thaliana transcriptome during tumor development [5].

At present, planting resistant cultivars and developing biological antagonists both are effective measures to control crown gall disease in orchards [3]. The existing biological antagonists are mainly used for prevention but they act poorly as a treatment. So the crown gall-resistant cultivars in agriculture were in need [19]. Previous studies have reported crown gall-resistant cultivars for apple, peach, plum, grapevine, aspen, and roses [20,21,22,23,24,25,26,27]. Crown gall resistance has been assessed in accessions of 20 برقوق species [21]. And it was found that when the strains K12 and C58 of A. الورم were used to infect the main stems or lateral branches of seedlings, the incidence of resistance was up to 30% in some accessions of P. mahaleb. The cherry breeding resource plant P. mahaleb is a cosmopolitan cherry rootstock. In northwest China, it has become one of the main sweet cherry rootstocks because of its excellent biological traits, such as strong resistance to crown gall disease, dwarfing ability and salinity among other desirable traits [28]. By systematic classification of cherry species, P. mahaleb belongs to the III. Cerasus subgenus, Section 5 Mahaleb Focke [29]. It is a deciduous tree or large shrub, growing to 2–10 m (rarely up to 12 m) tall with a trunk up to 40 cm diameter. In most cherry growing countries, mahaleb cherry is used to be rootstock of sweet and sour cherries [28]. This rootstock showed strong resistance to crown gall disease in cherry production, but little is known about its mechanism of crown gall resistance. Furthermore, the actual genes (without modification) underpinning resistance to crown gall have not yet been reported.

In this study, we focused on cherry rootstock ‘CDR-1’ (P. mahaleb), the natural hybrid cultivar of P. mahaleb. The objective of our study was to investigate the resistance mechanism of ‘CDR-1’ to crown gall disease. Here, we carried out morphological observations, physiological and biochemical analyses, gene expression analysis and transcriptomic analysis in ‘CDR-1’, and conducted transient expression and transgenic verification in tobacco. Our results provide evidence that the crown gall resistance of ‘CDR-1’ is likely related to the lignin biosynthetic pathway.


الإجراءات التجريبية

المواد النباتية

نبات الأرابيدوبسيس thaliana ecotype Col-0 was used for the seedling transformation assay, transcriptome assay and الأجرعية inoculation assay. GS mutants in the Col-0 background, including myb28/myb29 (SALK_136312 x GABI_868E02), cyp81F2-1 (SALK_073776), cyp81F2-2 (SALK_123882), myb51-1 (SM_3_16332), myb51-2 (SALK_059765), cyp79B2/cyp79B3 (Zhao وآخرون., 2002 ), pen2-1 (Lipka وآخرون., 2005 ) and pen2-2 (GABI-KAT 134C04), the camalexin mutants, including cyp71A12 (GABI-KAT 127-H03), cyp71A13-1 (SALK_105136), cyp71A13-3 (SALK_128994) and pad3-1 (CS3805), and the cyp79b2/B3/myb28/29 quadruple (qko) mutant, completely free of GSs and camalexin, were used in the transient seedling transformation assay as described.

الأجرعية transformation of أرابيدوبسيس seedlings and GUS assays

The virulent A. الورم wild-type strain C58 was used for the infection of Col-0 seedlings. Seeds were germinated in 2 mL of half-strength Murashige and Skoog (MS) (Basal Salt Mixture, PhytoTechnology Laboratories, Kansas City, Kansas, USA) liquid medium [half-strength MS salt supplemented with 0.5% sucrose (w/v), pH 5.7] in each well of a six-well plate. Germination and growth took place in a growth room at 22 °C under a 16-h/8-h light–dark cycle (100 µmol/m 2 /s). Virulence of A. الورم was pre-induced by 200 µ m acetosyringone in AB-MES (AB Minimal Medium plus MES salt, pH 5.5) (Wu وآخرون., 2014 ) at 25 °C for 16 h prior to infection. ال أرابيدوبسيس seedlings were infected with pre-induced A. الورم C58 cells at an optical density at 600 nm (OD600) = 0.02 in half-strength MS medium. If the removal of agrobacterial cells was necessary, co-cultivation medium was removed after the chosen infection time and replaced with 2 mL of freshly prepared half-strength MS medium containing 100 µ m timentin, and incubated for recovery before analysis.

For the monitoring of the transient transformation efficiency, the T-DNA vector pBISN1 carrying the gusA-intron genes (Narasimhulu وآخرون., 1996 ) was transformed into A. الورم strain C58 for infection of أرابيدوبسيس seedlings. GUS staining and activity assays were carried out as described at the chosen infection time (Salinas and Sánchez-Serrano, 2006 Wu وآخرون., 2014 ). In brief, seedlings were stained by incubation in GUS staining solution containing 5-bromo-4-chloro-3-indolyl glucuronide (X-Gluc), and incubated at 37 °C in the dark overnight, followed by destaining in 90% ethanol (EtOH). For the GUS activity assay, liquid nitrogen-frozen seedlings from each well were ground into a fine powder to extract total protein. The GUS activity in 20 µg of protein per 200-μL reaction was quantified with the fluorescence substrate 4-methylumbelliferyl-β- d -glucuronide (MUG). The fluorescence intensity (excitation, 365 nm emission, 455 nm filter at 430 nm) was measured using a Microplate Reader (BioTek, Taipei, Taiwan) at 37 °C for 1 h. GUS activity was normalized to the protein amount and 4-methylumbelliferone standard curve. For statistical analysis, one-way analysis of variance (ANOVA) with Dunnett's test was performed. To determine the effects of GS-derived metabolites and camalexin on GUS enzyme activity في المختبر, the selected compounds and DMSO control were each incubated with 5 ng of recombinant GUS protein (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) in GUS extraction buffer containing 1 m m MUG. The reaction mixture was measured for GUS activity at 37 °C for 1 h.

Transcriptome analysis

For gene expression profiling of الأجرعية-infected seedlings, the shoots and roots of Col-0 seedlings (infected or mock control) were separated by cutting with a micro-scissor and immediately frozen in liquid nitrogen. Total RNA was extracted according to the phenol (pH 4.5)/chloroform protocol, followed by gene expression analysis with Affymetrix ATH1 chips (Affymetrix, Santa Clara, CA, USA). The chips of three biological repeats were normalized by the MAS5.0 algorithm using GeneSpring software (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA), and the genes with an intensity higher than the background value (value > 75), which passed the asymptotic unpaired ر-test with Benjamini–Hochberg test correction (FDR, ص < 0.05), were selected for further analysis. The fold changes were determined from the signals of infected plant tissues versus mock infection controls under the same conditions, and two-fold changes were used as cut-off to determine الأجرعية- الجينات المستجيبة. GOBU software (Lin وآخرون., 2006 ) was used to analyse GO. The significant GO items were calculated with elim Fisher's exact test (ص < 0.01) based on gene counts (Alexa وآخرون., 2006 ).

Crown gall growth assay

For the crown gall growth assay, the A. thaliana wild-type Col-0 and mutants were cultivated in growth cabinets (Percival, CLF, Wertingen, Germany) under short-day conditions at 22 °C (8 h of 80–100 µmol/m 2 /s light Osram 400 W, Power Star HQI-E 400W/DV, 380–780 nm) (Wuerzburg, Germany) and 16 °C during the dark period (16 h) with a relative humidity of 50%–60%. Tumour development was induced by streaking virulent A. الورم strain C58 into a wound of 1.5 cm in length, scratched into the base of young 5-cm-long inflorescence stalks. Tumour tissue was harvested 28 days after infection using a scalpel and a binocular. Wounded, but uninfected, tumour-free inflorescence stalk sections of the same age served as reference tissues.

GS and camalexin analysis in أرابيدوبسيس الشتلات

Extraction and analysis of seedling GSs and camalexin were performed and modified as described previously (Glauser وآخرون., 2012 Zandalinas وآخرون. ، 2012). In total, 100 mg FW of أرابيدوبسيس seedlings were homogenized and dissolved in 1 mL of 70% high-performance liquid chromatography (HPLC)-grade methanol containing 12.5 ng/μL sinalbin (4-hydroxybenzyl GS) as an internal standard. The supernatants obtained were heated at 80 °C for 20 min and subjected to a UPLC-Synapt G1 high-definition mass spectrometry (HDMS) system (Waters, Taipei, Taiwan). GSs were separated on an Acquity CSH C18 column (length, 100 mm 2.1 mm i.d. 1.7 μm Waters) at a flow rate of 400 μL/min. The GSs were eluted by solvent A (2% acetonitrile and 0.05% formic acid) and solvent B (100% acetonitrile and 0.05% formic acid) for 8 min in 1%–45% solvent B and 1 min in 45%–100% solvent B. The fractions were injected for MS analysis, and negative ion data were recorded in MS1 mode. The peak area was calculated by MassLynx software (Waters), and then normalized to nanomoles for GSs or micrograms for camalexin per gram FW. The GSs were quantified with the given references, including I3M for iGSs, 4MTB for methylthioalkyl GSs and 4MSOB for methylsulfinylalkyl GSs, purchased from AppliChem (Darmstadt, Germany). Camalexin was quantified with pure camalexin (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA).

GS and camalexin analysis in أرابيدوبسيس inflorescence stalks

For GS analysis of infected أرابيدوبسيس inflorescence stalks, 100 mg (FW) were lyophilized, thoroughly homogenized and extracted three times with 1 mL of 80% (v/v) methanol. For the first extraction step, benzyl GS (Phytoplan, Heidelberg, Germany) was added to each sample as internal standard. GSs were desulfonated as described previously (Agerbirk وآخرون., 2001 ), and separated on a Grom-Sil 80 ODS 7 pH column (length, 60 mm 4 mm i.d. 4 μm Alltech) (Wuerzburg, Germany) by HPLC (Agilent 1200, Waldbronn, Germany flow rate, 0.25 mL/min). The desulfo GSs were eluted as follows: 0.3 min in 0%–5% solvent A (water), 7 min with 1.2 min hold in 5%–95% solvent B (methanol) and 3.5 min in 95%–5% solvent B. Desulfo-GSs were determined via UV diode array detection (229 nm), identified and quantified using particular response factors (aGSs, 1 iGSs, 0.26) (Gonzáles-Megías and Müller, 2010 ).

Camalexin was extracted from lyophilized tissue (50 mg FW) by the addition of 400 μL of 85% methanol. The samples were thoroughly homogenized with a metal ball in a Mixer Mill 301 (Retsch, Haan, Germany) for 1.5 min at a frequency of 30 Hz. The extract was incubated at 42 °C for 60 min with addition of 0.3 μg/μL camalexin as an external standard. For the identification and quantification of camalexin, HPLC was applied as described by Mikkelsen وآخرون. ( 2009 ).

GS derived metabolites and camalexin treatment for transient transformation assays and الأجرعية cell counts

The selected aGS-ITCs (LKT Laboratories, St Paul, MN, USA) and camalexin were dissolved in DMSO, and I3M was dissolved in methanol. These compounds were added to the seedling co-cultivation medium for الأجرعية infection and GUS assays, as described above.

For the measurement of the viable الأجرعية cell number, the bacterial cells (C58 strain carrying pBISNI) in co-cultivation medium and associated with seedlings at 1 and 3 dpi were collected. Six seedlings per well were washed by 2 mL of double-distilled H2O to remove unbound bacteria and ground by a mortar in 1 mL of 0.9% NaCl solution. The bacterial cells in medium or associated with seedlings were 10× serially diluted and then plated on 523 medium (Kado and Heskett, 1970 ) containing kanamycin, and incubated at 25 ºC for 2 days to obtain colony-forming units (CFUs). The seedling-associated الأجرعية cell number was further normalized to the plant fresh weight.

Myrosinase activity

Myrosinase activity was determined from 50–200 mg of frozen plant material, which was purified from internal substrate. Activity was measured by the photometric quantification of the released glucose from standardized amounts of externally added substrate according to the protocol developed by Travers-Martin وآخرون. ( 2008 ).

Callus induction assay

Callus induction assay was performed and modified as described previously (Hwang and Gelvin, 2004 ). Col-0 and the tested mutants were grown on half-strength MS agar plates for 3 weeks, and the roots were cut into ∼1-cm segments. About 60 root explants were transferred to agar plates containing callus induction medium (CIM), further incubated for 4 weeks, followed by counting of the number of developing calli and calculation of the rate of callus induction.


Agrobacterium tumefaciens and Crown Gall Disease - PowerPoint PPT Presentation

Antibiotic treatment against bacteria that allow the plant to survive are useful . In Situ Transfer of Antibiotic Resistant Genes from Transgenic (Transplastomic) . &ndash PowerPoint PPT presentation

PowerShow.com is a leading presentation/slideshow sharing website. Whether your application is business, how-to, education, medicine, school, church, sales, marketing, online training or just for fun, PowerShow.com is a great resource. And, best of all, most of its cool features are free and easy to use.

You can use PowerShow.com to find and download example online PowerPoint ppt presentations on just about any topic you can imagine so you can learn how to improve your own slides and presentations for free. Or use it to find and download high-quality how-to PowerPoint ppt presentations with illustrated or animated slides that will teach you how to do something new, also for free. Or use it to upload your own PowerPoint slides so you can share them with your teachers, class, students, bosses, employees, customers, potential investors or the world. Or use it to create really cool photo slideshows - with 2D and 3D transitions, animation, and your choice of music - that you can share with your Facebook friends or Google+ circles. That's all free as well!

For a small fee you can get the industry's best online privacy or publicly promote your presentations and slide shows with top rankings. But aside from that it's free. We'll even convert your presentations and slide shows into the universal Flash format with all their original multimedia glory, including animation, 2D and 3D transition effects, embedded music or other audio, or even video embedded in slides. All for free. Most of the presentations and slideshows on PowerShow.com are free to view, many are even free to download. (You can choose whether to allow people to download your original PowerPoint presentations and photo slideshows for a fee or free or not at all.) Check out PowerShow.com today - for FREE. There is truly something for everyone!

presentations for free. Or use it to find and download high-quality how-to PowerPoint ppt presentations with illustrated or animated slides that will teach you how to do something new, also for free. Or use it to upload your own PowerPoint slides so you can share them with your teachers, class, students, bosses, employees, customers, potential investors or the world. Or use it to create really cool photo slideshows - with 2D and 3D transitions, animation, and your choice of music - that you can share with your Facebook friends or Google+ circles. That's all free as well!