增加植物免疫对温暖气候的弹性

2025-06-22 03:06来源:本站

  A. thaliana植物在土壤中生长(2:1拟南芥混合物:珍珠岩),在21°C – 23°C下覆盖有或没有标准的phifer玻璃网格,在21°C – 23°C和60%的相对湿度下,在12 h光/12 h的深度/12 h深色方案(100±10 µmol M -2 m -2 m -2 s -1)。补充表3中概述了加入,突变体和转基因线。所有具有35s :: CBP60G的实验均使用第1号线进行。17,除非另有说明。

  在拟南芥中种植了油菜籽(甘蓝玉米粉)品种Westar,西红柿(豆lycopersicum)品种castlemart和烟草(烟草taba​​cum)品种Xanthi的种子,在拟南芥中种植,补充了20-20-20-20-20-20-20-20的普通肥料(Peters Profersity)的拟南芥混合土壤。浸泡2天后,在生长室(20°C/18°C,16小时/8小时的夜晚; 23°C/23°C;番茄和烟草的夜晚12小时/12小时)生长4-7周。

  大米(Oryza sativa)品种nippponbare的种子在培养皿中的湿滤纸上发芽,将4至5天大的幼苗移植到红土土壤中。在28°C(16小时/8小时)生长幼苗4-5周。

  生成具有35s :: Uorfstbf1-CBP60G,35S :: TGA1-4MYC或35S :: SARD1,基因组DNA(CBP60G,TGA1)或编码序列(SARD1)的转基因拟南芥:: tga1-4myc :: tga1-4myc :: sard1 :: sard1,并被放大并被放大到pentrd-d-topogon(Invitr)中。为了克隆TBF1 UORF序列,使用HIFI DNA组装(新英格兰Biolabs)将PCR放大的UORFSTBF139 amplicon绑扎到PENTR-ATCBP60G中。通过Gateway Cloning(Invitrogen)将UORFSTBF1-CBP60G,TGA1或SARD1构建体被亚克隆到PGWB517。携带基因构建体的质粒转化为Tumefaciens GV3101农杆菌,该质菌属用于拟南芥,通过花浸入42。在半强度的murashige上选择T1植物,并补充了含有卫生霉素(35 mg L-1)和1%蔗糖的Skoog培养基。分析了纯合T2和T3转基因植物。

  为了产生35s :: ICS1植物,从感染的拟南芥叶片中提取的RNA将ICS1 cDNA扩增,并连接到PCR Blunt Topo(Invitrogen)中。确认了带有叶绿体转运序列的全长cDNA,并将35S :: ICS1构建体亚克隆到PCAMBIA3301中,以切除GUS报告基因,并包括C端V5-HIS6 TAG(Invitrogen),导致PSM200-1导致PSM200-1。将PSM200-1转化为A. tumefaciens GV3101,并用于通过花蘸酱转化拟南芥EDS16-1突变体42。选择T1植物,使用大结局选择Glufosinaly耐受性,并进行了存活的植物,并对使用PCR进行了测试以在插入物中进行测试。分析了纯合T4转基因植物。

  为了产生携带35s :: ATCBP60G-MYC的转基因油菜,ATCBP60G编码序列,从拟南芥cDNA放大,或通过Gateway Reaction(Invitrogen)将相应的基因组序列克隆到PGWB517中。通过电穿孔将二元载体引入A. tumefaciens GV3101中。纳普斯品种Westar使用农业介导的方法43转化。在7天的植物回收期之后,在MS培养基上与苄氨酸(3 mg L-1)共培养后,将timentin抗生素(300 mg L-1)消除了农杆菌,将具有根(T0)的假定转化剂转移到土壤中。使用肉基三甲基铵方法从幼叶中提取基因组DNA,并用于转基因的PCR检测。转基因中的两个引物对磷酸霉素磷酸转移酶(HPT)和ATCBP60G基因用于评估转化。大约使用十种T0转基因线来通过自花授粉产生T1转基因植物。RT – QPCR用于筛选独立表达ATCBP60G转录本的独立T1转基因。35S :: ATCBP60G线号。1-12源自cDNA构建体,而35S :: ATCBP60G线号。2-11源自基因组DNA构建体。

  PCR引物在补充表4中列出,并通过Sanger测序确认序列。

  在菜籽中的瞬时表达,含35s :: MRFP-4MYC或35s :: ATCBP60G-4MYC的农杆菌,在Luria-Bertani(LB)培养基中种植,浸入浸润缓冲液中(10 mm MES(pH 5.7)ACET ACET(pH 5.7),10 mMMMMMGCL2和50000 µM,OD600 = 0.1,并使用无针注射器渗入菜籽植物的第一和第二真叶。For transient expression in tobacco (N. tabacum), Agrobacterium GV3101 harbouring 35S::eGFP-GBPL3 or 35S::mRFP-MED15-flag was grown in LB medium, resuspended in the same infiltration buffer at OD600 = 0.1, and infiltrated to fully expanded leaves of tobacco plants using a needleless syringe.在实验前,在21-23°C的21-23°C下孵育2-3天。

  基于先前的研究15,44,45,46,拟南芥植物在化学处理前在23°C(环境)或28°C(升高)中适应了24小时,除非另有说明,否则在化学处理前和/或病原体前48小时。在病原体浸润或化学处理之前,将四到五周大的菜籽植物在环境(23°C)或温度升高(28°C)下孵育48小时。在化学处理前,将四个至五周的番茄植物在环境(23°C)或温度升高(28°C – 32°C)下孵育48小时。化学处理前,将五周历史的水稻植物在环境(28°C)或温度升高(35°C)中孵育。在化学处理前,将四个至七个周的烟草植物在环境(23°C)或温度升高(28°C)下孵育48小时。除大米和菜籽植物外,所有植物均以12小时/12小时的夜间周期生长,这些植物的生长为16小时/8小时夜间周期。

  对于生长生物量测量,称重了4周或6周龄的植物植物的地上部分,并拍摄了代表性的植物。对于开花时间测量,记录了每种植物的花卉外观的第一例。

  拟南芥植物被模拟(0.1%DMSO),苯并(1,2,3)硫二唑-7-核酸硫酸硫酸-S-甲基酯(BTH; Chem Service,100 µM,0.1%DMSO)或FLG22肽(Ezbiolab,200 nm in 0.1%DMSO)。对于番茄或菜籽是50 µm(菜籽)或100 µm(番茄)BTH溶液(0.02%Silwet L-77和0.1%DMSO)或溶剂对照。将植物进一步孵育24小时。对于水稻,喷涂了200 µm的BTH溶液(0.1%Silwet L-77和0.1%DMSO)或溶剂对照。将水稻植物进一步孵育24小时,并将其第四片叶子用于分析。

  用0.5至1.5×106 CFU ML -1(OD600 = 0.0005;对于拟南芥)或0.5至1.5×105 CFU ML -1(OD600 = 0.00005;对于PST DC3000,0.5至1.5至1.5×108 CFU ML -ML -ML -ML -ML -ML -ML -ML -ML -ML -ML -ML -ML -ML -00 = 32 000 vc3rccc3rccc3rccc3rccc3rccc3rccc3rccc3rccc3refc3rccc3;拟南芥)或0.5至1.5×106 CFU ML -1的丁香假单胞菌(PS)PV。如前所述,Tabaci 11528(对于烟草)15。在适当的温度和60%的相对湿度下将植物返回到生长室。如前所述15,47测量细菌水平。

  如前所述24,47,将植物浸入PST DC3000(AVRPPHB)48(AVRPPHB)48和PST DC3000(AVRRPS4)49(AVRRPS4)49(AVRRPS4)48(AVRRPHB)中的0.5至1.5×108 CFU ML -1中。将植物在室温下用覆盖圆顶将植物保持高湿度,然后返回生长室,而无需在23°C或28°C(相对湿度为60%)的情况下覆盖。如上一节所述测量细菌生长。

  如前所述进行RNA提取和定量PCR分析15。使用组织剂(Qiagen)在液氮和地面中闪烁二十至60毫克新鲜的叶组织。根据制造商的规程,使用Qiagen Plant Rneasy迷你套件提取植物RNA,包括柱上DNase I消化。通过将100-300 ng的RNA添加到寡-DT引物,DNTP和M-MLV逆转录酶(Invitrogen)的溶液中,合成cDNA。将大约1.5 ng的cDNA与适当的引物(补充表4)和SYBR主混合(Applied Biosystems)混合。定量PCR(QPCR)在7500个快速实时PCR系统或QuantStudio 3实时PCR系统(Applied Biosystems)上运行,每个实验治疗具有2-4个生物学重复(每种生物学复制)的生物学重复(和3个技术复制)。SteponePlus(Applied Biosystems)用于数据采集和分析。按照以下内部对照:PP2AA3(拟南芥),Slard2(番茄),Osubc(大米),NTACT(烟草)和Bnagdi1(Papeseed)计算基因表达值。RT – QPCR引物序列在补充表4中列出。

  对于图1中的RNA-Seq,用模拟器(0.25 mM MGCL2)或PST DC3000悬架接种拟南芥Col-0植物,然后在23°C或30°C下孵育24小时。对于图3中的RNA-Seq,将拟南芥Col-0和35s :: CBP60G接种,然后在23°C或28°C下孵育24小时。如上所述提取总RNA。如先前所述,检查了每种处理的RNA样品的质量,并制备了cDNA库。每个实验的所有12个库均以等摩尔量的多重测序合并。使用KAPA Biosystems Illumina库定量QPCR试剂盒对池进行定量,并在Illumina Hiseq 4000快速运行流动池的一个车道上(图1)或两个车道(图1)或两个车道(图3)进行定量。如前所述15进行RNA-seq和分析。在图1中,使用病原体/模拟折叠变化> 2的PST DC3000诱导的基因过滤结果。温度下调,中性和上调的靶基因用于基因本体论(GO)富集,使用数据库富集进行注释,可视化和集成发现50(David; David; david; https;对于图3,对RPKM值高于1和23°C/23°C的RPKM比的基因进一步过滤结果,并且至少变化了两倍。将过滤的基因分为四个簇。群集1在Col-0中的基因在28°C下更下调(即Col/35s :: CBP60G比为23°C/28°C RPKM值> 2)。簇2的基因在28°C的Col-0中更加上调(即Col/35s :: Cbp60g比为23°C/28°C RPKM值<0.5)。群集3的基因类似下调,而群集4的基因分别在COL-0和35S :: CBP60G中上调(即Col/35s :: CBP60G比率为23°C/28°C RPKM RPKM值在2和0.5之间)。还使用David50进行了GO富集分析。

  提取植物激素并使用先前描述的方案15进行定量,并进行较小的修改。用脱甲醇提取,用脱甲酸(ABA)-D6,SA-D4或SA-13C6作为内部对照。使用与Quattro Premier Xe MS/MS(水)或1260 Infinity高性能液相色谱系统结合到6460三倍四倍四倍体质谱仪(Agilent)(Agilent)耦合的Quattro Premier Xe MS/MS(Waters)或1260 Infinity高性能液相色谱系统(Agilent),使用Quattro Premier XE MS/MS(水)或1260 Infinity高性能液相色谱系统(Agilent)进行了分析。用0.4 ml min -1的流速在40°C设置柱温度,移动相梯度 + 0.1%甲酸(A)和甲醇(B)的梯度如下:0-0.5 min 2%B;0.5–3分钟70%b;3.5–4.5 100%b;4.51–6分钟2%b;然后再进行1分钟的平衡。洗脱的分析物被引入Agilent喷气流电离离子化离子源,并以200的Delta EMV( - )为200。质谱仪来源:300°C的气温,使用以下参数为200。气流,5分钟-1;雾化器,45 psi;鞘温度,250°C;鞘气流,11 L min -1;毛细管电压,3,500 V;喷嘴电压,500 V.以下参数用于多个反应监控(MRM)模式的数据采集:停留时间,50 ms;细胞加速器电压,4 V;碎片电压,90 V和碰撞能量,SA和SA-D4 16 V;片段电压,130 V和碰撞能量,9V为ABA-D6。监测以下MRM转换:SA(M/Z 137→93),SA-D4(M/Z 141→97)和ABA-D6(M/Z 269.1→159.1)。使用Quanlynx V4.1软件(Waters)或MassHunter软件(Agilent)中的QUANLYNX V4.1软件(WATERS)或定量分析(QQQ)程序完成了获得的MRM数据文件的峰值选择和集成。如前所述15,计算分析物水平。

  Approximately 0.1–0.2 g of ground plant tissues (pre-frozen, stored at −80 °C for less than 1 week) were dissolved in nuclei isolation buffer (20 mM Tris-Cl pH 7.5, 25% glycerol, 20 mM KCl, 2.5 mM MgCl2, 2 mM EDTA, 250 mM sucrose, 1× protease inhibitor cocktail (Roche)) on ice(NPR1 – YFP蛋白分析)或在23°C或28°C下(GBPL3蛋白分析)。通过用两层奇迹块(Millipore)过滤去除碎屑后,使用温度控制的离心机将收集的提取物在1,000g或23°C或28°C下以1,000克离心10分钟。将上清液收集为胞质分数,并将沉淀悬浮在核洗涤缓冲液中(核分离缓冲液,补充了0.1%Triton X-100)(Sigma-Aldrich),并在4°C下以1,000g的速度轻轻敲击1,000g,在4°C下以1,000g的速度离心。洗涤两次后,将颗粒重悬于核分离缓冲液中并收集为核馏分,进一步用于分析。

  如先前报道的51,进行了一些修改,进行了芯片。通过真空浸润固定收集的新鲜叶组织(1%甲醛在1磷酸盐缓冲盐水(PBS)中)进行固定,并在室温下孵育10-15分钟以交叉链接。用125毫米甘氨酸溶液淬灭剩余的固定溶液5分钟后,植物组织在液氮中闪烁,并通过砂浆和杵磨碎。将六百毫克的地面粉末溶解在2 ml的核分离缓冲液中,并用两层奇迹块(Millipore)过滤粗提取物。为了收集核,将滤液在4°C下以10,000g离心5分钟,将沉淀悬浮在75 µL的核裂解缓冲液中(50 mM Tris pH 8.0,10 mm EDTA PH 8.0,10 mm EDTA PH 8.0,1%SDS)。30分钟在冰上孵育后,添加了625 µL的芯片稀释缓冲液(16.7 mm Tris pH 8.0,167 mm NaCl,1.2 mm EDTA,1.1%Triton X-100,0.01%SDS),并使用SonOMION DIMEMBRATOR(HYPRATOR)(5-6分钟)在寒冷的房间内超声处理1分钟的样品(by)或5-6分钟。在添加200 µL芯片稀释缓冲液和100 µL 10%Triton X-100后,全速旋转样品5分钟以除去碎屑。对于预先清理,将样品与25 µL磁性蛋白A或G珠(Thermo Fisher)在寒冷室中孵育2小时。将二十微升样品作为2%输入样品去除。为了捕获DNA - 蛋白质复合物,使用管子旋转器将抗体(补充表5)用于免疫沉淀,并在冷室中孵育样品(旋转)过夜。洗涤后,使用洗脱缓冲液回收DNA样品,并在65°C下孵育过夜以去除交联。收集DNA样品并使用Qiaquick PCR纯化试剂盒(Qiagen)纯化。如“基因表达分析”中所述进行的芯片-QPCR。补充表4列出了CHIP – QPCR引物序列。

  地面植物组织(每1 ml LDS缓冲液(Genscript))或分馏的蛋白质样品(1:1 v/v)与2×LDS缓冲液混合在存在或不存在2-羟基乙醇(Sigma-Aldrich)的情况下,并在70°C煮沸5分钟。通过离心去除碎屑后,使用SDS-PAGE(SUERPAGE,GENscript)分辨蛋白质样品,并使用湿转移系统(Bio-Rad; Thermo Scientific传递的传递缓冲液)转移到PDVF膜(Millipore)中,以进行进一步分析。在PBS-T(1×PBS,0.05%TWEEN-20)中孵育,补充了5%的非脂肪干牛奶,为1H孵育,并使用特定的抗体检测到相关蛋白质。在添加SuperSignal West Dura或West Femto底物(Thermo Scientific)后,产生了来自印迹的化学发光,并通过Chemidoc MP成像系统(Bio-Rad)或Ibright CL 1500(Thermo Scientific)检测到。使用Ibright CL 1500(Thermo Scientific)和Fiji/ImageJ软件(WIN64 1.52I版本)进行相对蛋白质定量。抗体的实验条件在补充表5中。

  使用Zeiss共聚焦激光扫描显微镜880系统和Zen Black软件(Carl Zeiss)获取图像。Pre-treated leaves of 4- to 5-week-old plants (35S::eGFP-GBPL3) were imaged with an inverted Zeiss 880 single point scanning confocal attached to a fully motorized Zeiss Axio Observer microscope base, with Marzhauser linearly encoded stage and a 63× NA 1.4 oil plan apochromatic oil immersion objective lens.使用基于电瓦斯计的成像模式在0.24微秒的情况下通过框架(线路)扫描获得图像,其体素大小为0.22 µm×0.22 µm×1 µm,面积为224.92 µm×224.92 µm×1 µm×1 µm µm µm µm µm cecity assiess Zensiess Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen Zen。EGFP和叶绿素在488 nm激发激光器的激发氩激光源激发,分别在490–526或653–683 nm处检测到。每个实验中的每个图像都使用均等的采集条件(例如,激发激光源强度,获得的发射光范围范围和暴露条件)。为了在实验过程中保持适当的温度,使用了便携式温度室和温度控制的样品室共聚焦显微镜。为了分析图像,使用了斐济/ImageJ软件(Windows 64 1.52i版本)。

  A. thaliana Med15蛋白(由AT1G15780编码)的无序区域用自然疾病区域在线工具的预测指标(http://www.pondr.com/)计算。MED15氨基酸序列是从拟南芥信息资源(Tair; https://www.arabidopsis.org/)获得的。

  样本量和统计分析在相关的图例中描述。基于先前的出版物和类似的实验确定样本量,以进行足够的统计分析。没有用于预先确定样本量的统计方法。根据单个实验,分析了每个治疗的每个基因型的三到四个植物(生物学重复)。不同基因型的植物在环境控制的生长室(光,温度,湿度)中并排生长,以控制其他协变量并最大程度地减少意外的环境变化。收集类似年龄的叶片样品,并对每种基因型进行随机评估。在实验和结果评估中,研究人员并未对分配视而不见。这部分是因为所研究的不同植物基因型,温度和治疗在视觉上表现出非常明显和明显的表型。因此,在这些情况下是不可能的。例行实践包括一位以上的作者观察/评估表型,尽可能。除非另有规定,否则对所有测定进行了三个或更多独立的实验。采用了以下统计分析:(1)使用Bonferroni检验的学生的T-Test进行了显着性比较;(2)使用Bartlett检验显着性测试的方差分析(ANOVA)用于具有一个变量的多样本实验;(3)双向方差分析,然后进行Tukey的诚实显着差异测试,用于多变量分析。统计测试在图传奇中描述了。用GraphPad Prism 9生成条形图和点图,并显示平均值±S.D。或平均±S.E.M.和各个数据点。

  无花果。1A,2F和4F以及扩展数据图7a是使用Biorender.com的部分创建的。

  有关研究设计的更多信息可在与本文有关的自然研究报告摘要中获得。

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