المواد النباتية والمسببة للأمراض
قام الدكتور بات براون من جامعة إلينوي (حاليًا في جامعة كاليفورنيا، ديفيس) بإعداد خريطة لتجمعات الذرة الرفيعة، تُعرف باسم تجمعات الذرة الرفيعة التحويلية (SCP). وقد وُصفت هذه المجموعة سابقًا، وهي عبارة عن مجموعة من السلالات المتنوعة التي حُوِّلت إلى سلالات غير حساسة للضوء وقامة أصغر حجمًا لتسهيل نمو النباتات وتطورها في بيئات الولايات المتحدة. استُخدمت 510 سلالات من هذه المجموعة في هذه الدراسة، ولكن نظرًا لضعف الإنبات ومشاكل أخرى في مراقبة الجودة، لم تُستخدم جميع السلالات في تحليل الصفات الثلاث. في النهاية، استُخدمت بيانات من 345 سلالة لتحليل استجابة الكيتين، و472 سلالة لاستجابة flg22، و456 سلالة لمقاومة TLS.ب. كوكايتم الحصول على سلالة LSLP18 من الدكتور بيرت بلوم في جامعة أركنساس.
قياس استجابة MAMP
استُخدم نوعان مختلفان من مُثبِّطات MAMP في هذه الدراسة: flg22 (كتالوج Genscript رقم RP19986)، والكيتين. زُرعت نباتات الذرة الرفيعة في شتلات موضوعة على مسطحات مملوءة بتربة (مزيج زراعة Sunshine Redi-Earth Pro بنسبة 33%) في الدفيئة. رُويت النباتات في اليوم السابق لجمع العينات لتجنب رطوبة الأوراق الزائدة يوم جمعها.
تم توزيع السلالات عشوائيًا، ولأسباب لوجستية، زُرعت على دفعات من 60 سلالة. لكل سلالة، زُرعت ثلاثة أوعية تحتوي كل منها على بذرتين. زُرعت الدفعات اللاحقة فور معالجة الدفعة السابقة حتى يتم تقييم المجموعة بأكملها. أُجريت تجربتان تجريبيتان لكلا النوعين، مع إعادة توزيع الأنماط الجينية عشوائيًا في كل من الجولتين.
أُجريت تحاليل أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) كما هو موضح سابقًا. باختصار، لكل سلالة، زُرعت ست بذور في ثلاثة أصص مختلفة. من بين الشتلات الناتجة، اختيرت ثلاث شتلات بناءً على تجانسها. لم تُستخدم الشتلات التي بدت غير عادية أو كانت أطول أو أقصر بكثير من معظم الشتلات. استُأصلت أربعة أقراص ورقية بقطر 3 مم من أعرض جزء من الورقة الرابعة لثلاث نباتات ذرة رفيعة مختلفة بعمر 15 يومًا. قرص واحد لكل ورقة من نباتين وقرصان من نبات واحد، على أن يكون القرص الثاني هو القرص الضابط للماء (انظر أدناه). طُفت الأقراص بشكل فردي على 50 ميكرولتر من الماء في صفيحة سوداء ذات 96 بئرًا، وأُغلقت بغطاء من الألومنيوم لتجنب تعرضها للضوء، وحُفظت في درجة حرارة الغرفة طوال الليل. في صباح اليوم التالي، تم تحضير محلول تفاعل باستخدام مسبار كيميائي ضوئي L-012 بتركيز 2 ملغ/مل (Wako، رقم الكتالوج 120-04891)، وبيروكسيديز الفجل الحار بتركيز 2 ملغ/مل (النوع VI-A، Sigma-Aldrich، رقم الكتالوج P6782)، و100 ملغ/مل من الكيتين أو 2 ميكرومولار من Flg22. أُضيف 50 ميكرولتر من محلول التفاعل هذا إلى ثلاثة من الآبار الأربعة. كان البئر الرابع بمثابة عينة تحكم وهمية، أُضيف إليها محلول التفاعل باستثناء MAMP. كما أُدرجت أربعة آبار فارغة تحتوي على الماء فقط في كل صفيحة.
بعد إضافة محلول التفاعل، قُيسَ التلألؤ باستخدام قارئ الصفائح الدقيقة متعدد الكشف SynergyTM 2 (BioTek) كل دقيقتين لمدة ساعة. أجرى قارئ الصفائح قياسات التلألؤ كل دقيقتين خلال هذه الساعة. حُسب مجموع القراءات الـ 31 للحصول على قيمة كل بئر. حُسبت القيمة المُقدّرة لاستجابة MAMP لكل نمط وراثي على النحو التالي (متوسط قيمة التلألؤ للآبار التجريبية الثلاثة - قيمة البئر الوهمية) - مطروحًا منها متوسط قيمة البئر الفارغة. كانت قيم البئر الفارغة قريبة من الصفر باستمرار.
أقراص الأوراقنيكوتيانا بنثامياناكما تم تضمين خط واحد من الذرة الرفيعة عالية الاستجابة (SC0003)، وخط واحد من الذرة الرفيعة منخفضة الاستجابة (PI 6069) كعناصر تحكم في كل لوحة مكونة من 96 بئرًا لأغراض مراقبة الجودة.
ب. كوكايتحضير اللقاح والتطعيم
ب. كوكايتم تحضير المُلقِّح كما هو موضح سابقًا. باختصار، نُقِعَت حبوب الذرة الرفيعة في الماء لمدة ثلاثة أيام، ثم شُطِفَت، ووُضِعَت في قوارير مخروطية سعة لتر واحد، وعُقِّمَت في جهاز بخاري لمدة ساعة عند ضغط 15 رطل/بوصة مربعة ودرجة حرارة 121 درجة مئوية. ثم لُقِّحَت الحبوب بحوالي 5 مل من فطريات مُنقوعة من مزرعة جديدة منب. كوكايعزلت LSLP18 وتركت لمدة أسبوعين في درجة حرارة الغرفة، مع رج القوارير كل ثلاثة أيام. بعد أسبوعين، جُفِّفت حبوب الذرة الرفيعة المصابة بالفطريات بالهواء، ثم خُزِّنت عند درجة حرارة 4 درجات مئوية حتى موعد التلقيح الحقلي. استُخدمت نفس العينة طوال التجربة، وحُضِّرت طازجة كل عام. للتلقيح، وُضعت 6-10 حبوب مصابة في دوامة نباتات الذرة الرفيعة التي يتراوح عمرها بين 4 و5 أسابيع. بدأت الأبواغ الناتجة عن هذه الفطريات بالعدوى في نباتات الذرة الرفيعة الصغيرة خلال أسبوع.
تحضير البذور
قبل الزراعة في الحقل، عولجت بذور الذرة الرفيعة بمزيج من مبيد فطريات ومبيد حشري ومُحسِّن للبذور يحتوي على حوالي ١٪ من مبيد فطريات Spirato 480 FS، و٤٪ من مبيد فطريات Sebring 480 FS، و٣٪ من مُحسِّن للبذور Sorpro 940 ES. ثم جُفِّفت البذور بالهواء لمدة ٣ أيام، مما وفر طبقة رقيقة من هذا المزيج حول البذور. سمح المُحسِّن باستخدام مبيد الأعشاب Dual Magnum كعلاج قبل الإنبات.
تقييم مقاومة بقعة الأوراق المستهدفة
تم زرع SCP في محطة أبحاث المحاصيل المركزية في كلايتون بولاية كارولينا الشمالية في الفترة من 14 إلى 15 يونيو 2017 و20 يونيو 2018 في تصميم كتلة كاملة عشوائية مع تكرارين تجريبيين في كل حالة. تم زرع التجارب في صفوف فردية بطول 1.8 متر وعرض صف 0.9 متر باستخدام 10 بذور لكل قطعة أرض. تم زرع صفين حدوديين حول محيط كل تجربة لمنع تأثيرات الحافة. تم تلقيح التجارب في 20 يوليو 2017 و20 يوليو 2018 وفي هذه المرحلة كانت نباتات الذرة الرفيعة في مرحلة النمو 3. تم أخذ التقييمات على مقياس من واحد إلى تسعة، حيث تم تسجيل النباتات التي لا تظهر عليها علامات المرض على أنها تسعة وتم تسجيل النباتات الميتة تمامًا على أنها واحد. تم إجراء تقييمين في عام 2017 وأربع قراءات في عام 2018 تبدأ بعد أسبوعين من التلقيح كل عام. تم حساب sAUDPC (المنطقة القياسية تحت منحنى تقدم المرض) كما هو موضح سابقًا.
وقت النشر: 1 أبريل 2021