Cell-Specific Production and Antimicrobial Activity of Naphthoquinones in Roots of Lithospermum erythrorhizon1

Pigmented naphthoquinone derivatives of shikonin are produced at specific times and in specific cells of Lithospermum erythrorhizon roots. Normal pigment development is limited to root hairs and root border cells in hairy roots grown on “noninducing” medium, whereas induction of additional pigment production by abiotic (CuSO4) or biotic (fungal elicitor) factors increases the amount of total pigment, changes the ratios of derivatives produced, and initiates production of pigment de novo in epidermal cells. When the biological activity of these compounds was tested against soil-borne bacteria and fungi, a wide range of sensitivity was recorded. Acetyl-shikonin and β-hydroxyisovaleryl-shikonin, the two most abundant derivatives in both Agrobacterium rhizogenes-transformed “hairy-root” cultures and greenhouse-grown plant roots, were the most biologically active of the seven compounds tested. Hyphae of the pathogenic fungi Rhizoctonia solani, Pythium aphanidermatum, and Nectria hematococca induced localized pigment production upon contact with the roots. Challenge by R. solani crude elicitor increased shikonin derivative production 30-fold. We have studied the regulation of this suite of related, differentially produced, differentially active compounds to understand their role(s) in plant defense at the cellular level in the rhizosphere.

BMP2-mediated alteration in the developmental pathway of fetal mouse brain cells from neurogenesis to astrocytogenesis

We show that when telencephalic neural progenitors are briefly exposed to bone morphogenetic protein 2 (BMP2) in culture, their developmental fate is changed from neuronal cells to astrocytic cells. BMP2 significantly reduced the number of cells expressing microtubule-associated protein 2, a neuronal marker, and cells expressing nestin, a marker for undifferentiated neural precursors, but BMP2 increased the number of cells expressing S100-β, an astrocytic marker. In telencephalic neuroepithelial cells, BMP2 up-regulated the expression of negative helix–loop–helix (HLH) factors Id1, Id3, and Hes-5 (where Hes is homologue of hairy and Enhancer of Split) that inhibited the transcriptional activity of neurogenic HLH transcription factors Mash1 and neurogenin. Ectopic expression of either Id1 or Id3 (where Id is inhibitor of differentiation) inhibited neurogenesis of neuroepithelial cells, suggesting an important role for these HLH proteins in the BMP2-mediated changes in the neurogenic fate of these cells. Because gliogenesis in the brain and spinal cord, derived from implanted neural stem cells or induced by injury, is responsible for much of the failure of neuronal regeneration, this work may lead to a therapeutic strategy to minimize this problem.

Characterization of Recombinant Rhamnogalacturonan α-l-Rhamnopyranosyl-(1,4)-α-d-Galactopyranosyluronide Lyase from Aspergillus aculeatus1 : An Enzyme That Fragments Rhamnogalacturonan I Regions of Pectin

The four major oligomeric reaction products from saponified modified hairy regions (MHR-S) from apple, produced by recombinant rhamnogalacturonan (RG) α-l-rhamnopyranosyl-(1,4)-α-d-galactopyranosyluronide lyase (rRG-lyase) from Aspergillus aculeatus, were isolated and characterized by 1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy. They contain an alternating RG backbone with a degree of polymerization of 4, 6, 8, and 10 and with an α-Δ-(4,5)-unsaturated d-galactopyranosyluronic acid at the nonreducing end and an l-rhamnopyranose at the reducing end. l-Rhamnopyranose units are substituted at C-4 with β-galactose. The maximum reaction rate of rRG-lyase toward MHR-S at pH 6.0 and 31°C was 28 units mg−1. rRG-lyase and RG-hydrolase cleave the same alternating RG I subunit in MHR. Both of these enzymes fragment MHR by a multiple attack mechanism. The catalytic efficiency of rRG-lyase for MHR increases with decreasing degree of acetylation. Removal of arabinose side chains improves the action of rRG-lyase toward MHR-S. In contrast, removal of galactose side chains decreased the catalytic efficiency of rRG-lyase. Native RG-lyase was purified from A. aculeatus, characterized, and found to be similar to the rRG-lyase expressed in Aspergillus oryzae.

Intracellular pH in Arbuscular Mycorrhizal Fungi1 : A Symbiotic Physiological Marker

A method was developed to perform real-time analysis of cytosolic pH of arbuscular mycorrhizal fungi in culture using dye and ratiometric measurements (490/450 nm excitations). The study was mainly performed using photometric analysis, although some data were confirmed using image analysis. The use of nigericin allowed an in vivo calibration. Experimental parameters such as loading time and concentration of the dye were determined so that pH measurements could be made for a steady-state period on viable cells. A characteristic pH profile was observed along hyphae. For Gigaspora margarita, the pH of the tip (0–2 μm) was typically 6.7, increased sharply to 7.0 behind this region (9.5 μm), and decreased over the next 250 μm to a constant value of 6.6. A similar pattern was obtained for Glomus intraradices. The pH profile of G. margarita germ tubes was higher when cultured in the presence of carrot (Daucus carota) hairy roots (nonmycorrhizal). Similarly, extraradical hyphae of G. intraradices had a higher apical pH than the germ tubes. The use of a paper layer to prevent the mycorrhizal roots from being in direct contact with the medium selected hyphae with an even higher cytosolic pH. Results suggest that this method could be useful as a bioassay for studying signal perception and/or H+ cotransport of nutrients by arbuscular mycorrhizal hyphae.

Genetic and molecular analysis of the gypsy chromatin insulator of Drosophila.

Boundary or insulator elements set up independent territories of gene activity by establishing higher order domains of chromatin structure. The gypsy retrotransposon of Drosophila contains an insulator element that represses enhancer-promoter interactions and is responsible for the mutant phenotypes caused by insertion of this element. The gypsy insulator inhibits the interaction of promoter-distal enhancers with the transcription complex without affecting the functionality of promoter-proximal enhancers; in addition, these sequences can buffer a transgene from chromosomal position effects. Two proteins have been identified that bind gypsy insulator sequences and are responsible for their effects on transcription. The suppressor of Hairy-wing [su(Hw)] protein affects enhancer function both upstream and downstream of its binding site by causing a silencing effect similar to that of heterochromatin. The modifier of mdg4 [mod(mdg4)] protein interacts with su(Hw) to transform this bi-directional repression into the polar effect characteristic of insulators. These effects seem to be modulated by changes in chromatin structure.

The su(Hw) protein bound to gypsy sequences in one chromosome can repress enhancer-promoter interactions in the paired gene located in the other homolog.

The suppressor of Hairy-wing [su(Hw)] protein exerts a polar effect on gene expression by repressing the function of transcriptional enhancers located distally from the promoter with respect to the location of su(Hw) binding sequences. The directionality of this effect suggests that the su(Hw) protein specifically interferes with the basic mechanism of enhancer action. Moreover, mutations in modifier of mdg4 [mod(mdg4)] result in the repression of expression of a gene when the su(Hw) protein is bound to sequences in the copy of this gene located in the homologous chromosome. This effect is dependent on the presence of the su(Hw) binding region from the gypsy retrotransposon in at least one of the chromosomes and is enhanced by the presence of additional gypsy sequences in the other homology. This phenomenon is inhibited by chromosomal rearrangements that disrupt pairing, suggesting that close apposition between the two copies of the affected gene is important for trans repression of transcription. These results indicate that, in the absence of mod-(mdg4) product, the su(Hw) protein present in one chromosome can act in trans and inactivate enhancers located in the other homolog.

Pleasant sweeping grooming touch in rhesus monkey: effects on autonomic nervous system and its codification in posterior insular and secondary somatosensory cortex

Il tatto assume un'importanza fondamentale nella vita quotidiana, in quanto ci permette di discriminare le caratteristiche fisiche di un oggetto specifico, di identificarlo e di eventualmente integrare le suddette informazioni tattili con informazioni provenienti da altri canali sensoriali. Questa è la componente sensoriale-discriminativa del tatto. Tuttavia quotidianamente il tatto assume un ruolo fondamentale durante le diverse interazioni sociali, positive, come quando abbracciamo o accarezziamo una persona con cui abbiamo un rapporto affettivo e negative, per esempio quando allontaniamo una persona estranea dal nostro spazio peri-personale. Questa componente è la cosiddetta dimensione affettiva-motivazionale, la quale determina la codifica della valenza emotiva che l'interazione assume. Questa componente ci permette di creare, mantenere o distruggere i legami sociali in relazione al significato che il tocco assume durante l'interazione. Se per esempio riceviamo una carezza da un familiare, questa verrà percepita come piacevole e assumerà un significato affiliativo. Questo tipo di tocco è comunente definito come Tocco Sociale (Social Touch). Gli aspetti discriminativi del tatto sono stati ben caratterizzati, in quanto storicamente, il ruolo del tatto è stato considerato quello di discriminare le caratteristiche di ciò che viene toccato, mentre gli aspetti affettivi sono stati solo recentemente indagati considerando la loro importanza nelle interazioni sociali. Il tocco statico responsabile dell'aspetto discriminante attiva a livello della pelle le grandi fibre mieliniche (Aβ), modulando a livello del sistema nervoso centrale le cortecce sensoriali, sia primarie che secondarie. Questo permette la codifica a livello del sistema nervoso centrale delle caratteristiche fisiche oggettive degli oggetti toccati. Studi riguardanti le caratteristiche del tocco affiliativo sociale hanno messo in evidenza che suddetta stimolazione tattile 1) è un particolare tocco dinamico che avviene sul lato peloso delle pelle con una velocità di 1-10 cm/sec; 2) attiva le fibre amieliniche (fibre CT o C-LTMRs); 3) induce positivi effetti autonomici, ad esempio la diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca; e 4) determina la modulazione di regioni cerebrali coinvolte nella codifica del significato affiliativo dello stimolo sensoriale periferico, in particolare la corteccia insulare. Il senso del tatto, con le sue due dimensioni discriminativa e affiliativa, è quotidianamente usato non solo negli esseri umani, ma anche tra i primati non umani. Infatti, tutti i primati non umani utilizzano la componente discriminativa del tatto per identificare gli oggetti e il cibo e l'aspetto emotivo durante le interazioni sociali, sia negative come durante un combattimento, che positive, come durante i comportamenti affiliativi tra cui il grooming. I meccanismi di codifica della componente discriminativa dei primati non umani sono simili a quelli umani. Tuttavia, si conosce ben poco dei meccanismi alla base della codifica del tocco piacevole affiliativo. Pur essendo ben noto che i meccanorecettori amilienici C-LTMRs sono presenti anche sul lato peloso della pelle dei primati non umani, attualmente non ci sono studi riguardanti la correlazione tra il tocco piacevole e la loro modulazione, come invece è stato ampiamente dimostrato nell'uomo. Recentemente è stato ipotizzato (Dunbar, 2010) il ruolo delle fibre C-LTMRs durante il grooming, in particolare durante il cosiddetto swepping. Il grooming è costituito da due azioni motorie, lo sweeping e il picking che vengono eseguite in modo ritmico. Durante lo sweeping la scimmia agente muove il pelo della scimmia ricevente con un movimento a mano aperta, per poter vedere il preciso punto della pelle dove eseguire il picking, ovvero dove prendere la pelle a livello della radice del pelo con le unghie dell'indice e del pollice e tirare per rimuovere parassiti o uova di parassiti e ciò che è rimasto incastrato nel pelo. Oltre il noto ruolo igenico, il grooming sembra avere anche una importante funzione sociale affiliativa. Come la carezza nella società umana, cosi il grooming tra i primati non umani è considerato un comportamento. Secondo l'ipotesi di Dunbar l'attivazione delle C-LTMRs avverrebbe durante lo sweeping e questo porta a supporre che lo sweeping, come la carezza umana, costituisca una componente affiliativa del grooming, determinando quindi a contribuire alla sua codifica come comportamento sociale. Fino ad ora non vi è però alcuna prova diretta a sostegno di questa ipotesi. In particolare, 1) la velocità cui viene eseguito lo sweeping è compatibile con la velocità di attivazione delle fibre CT nell'uomo e quindi con la velocità tipica della carezza piacevole di carattere sociale affiliativo (1-10 cm/sec)?; 2) lo sweeping induce la stessa modulazione del sistema nervoso autonomo in direzione della modulazione del sistema vagale, come il tocco piacevole nell'uomo, attraverso l'attivazione delle fibre CT?; 3) lo sweeping modula la corteccia insulare, cosi come il tocco piacevole viene codificato come affiliativo nell'uomo mediante le proiezioni delle fibre CT a livello dell'insula posteriore? Lo scopo del presente lavoro è quella di testare l'ipotesi di Dunbar sopra citata, cercando quindi di rispondere alle suddette domande. Le risposte potrebbero consentire di ipotizzare la somiglianza tra lo sweeping, caratteristico del comportamento affiliativo di grooming tra i primati non umani e la carezza. In particolare, abbiamo eseguito 4 studi pilota. Nello Studio 1 abbiamo valutato la velocità con cui viene eseguito lo sweeping tra scimmie Rhesus, mediante una analisi cinematica di video registrati tra un gruppo di scimmie Rhesus. Negli Studi 2 e 3 abbiamo valutato gli effetti sul sistema nervoso autonomo dello sweeping eseguito dallo sperimentatore su una scimmia Rhesus di sesso maschile in una tipica situazione sperimentale. La stimolazione tattile è stata eseguita a diverse velocità, in accordo con i risultati dello Studio 1 e degli studi umani che hanno dimostrato la velocità ottimale e non ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs. In particolare, nello Studio 2 abbiamo misurato la frequenza cardiaca e la variabilità di questa, come indice della modulatione vagale, mentre nello Studio 3 abbiamo valutato gli effetti dello sweeping sul sistema nervoso autonomo in termini di variazioni di temperatura del corpo, nello specifico a livello del muso della scimmia. Infine, nello Studio 4 abbiamo studiato il ruolo della corteccia somatosensoriale secondaria e insulare nella codifica dello sweeping. A questo scopo abbiamo eseguito registrazioni di singoli neuroni mentre la medesima scimmia soggetto sperimentale dello Studio 2 e 3, riceveva lo sweeping a due velocità, una ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs secondo gli studi umani e i risultati dei tre studi sopra citati, ed una non ottimale. I dati preliminari ottenuti, dimostrano che 1) (Studio 1) lo sweeping tra scimmie Rhesus viene eseguito con una velocità media di 9.31 cm/sec, all'interno dell'intervallo di attivazione delle fibre CT nell'uomo; 2) (Studio 2) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina una diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca se eseguito alla velocità di 5 e 10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 1 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina l'aumento della frequenza cardiaca e la diminuzione della variabilità di questa, quindi il decremento dell'attivazione del sistema nervoso parasimpatico; 3) (Studio 3) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina l'aumento della temperatura corporea a livello del muso della scimmia se eseguito alla velocità di 5-10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 5 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina la diminuzione della temperatura del muso; 4) (Studio 4) la corteccia somatosensoriale secondaria e la corteccia insulare posteriore presentano neuroni selettivamente modulati durante lo sweeping eseguito ad una velocità di 5-13 cm/sec ma non neuroni selettivi per la codifica della velocità dello sweeping minore di 5 cm/sec. Questi risultati supportano l'ipotesi di Dunbar relativa al coinvolgimento delle fibre CT durante lo sweeping. Infatti i dati mettono in luce che lo sweeping viene eseguito con una velocità (9.31 cm/sec), simile a quella di attivazione delle fibre CT nell'uomo (1-10 cm/sec), determina gli stessi effetti fisiologici positivi in termini di frequenza cardiaca (diminuzione) e variabilità della frequenza cardiaca (incremento) e la modulazione delle medesime aree a livello del sistema nervoso centrale (in particolare la corteccia insulare). Inoltre, abbiamo dimostrato per la prima volta che suddetta stimolazione tattile determina l'aumento della temperatura del muso della scimmia. Il presente studio rappresenta la prima prova indiretta dell'ipotesi relativa alla modulazione del sistema delle fibre C-LTMRs durante lo sweeping e quindi della codifica della stimolazione tattile piacevole affiliativa a livello del sistema nervoso centrale ed autonomo, nei primati non umani. I dati preliminari qui presentati evidenziano la somiglianza tra il sistema delle fibre CT dell'uomo e del sistema C-LTMRs nei primati non umano, riguardanti il Social Touch. Nonostante ciò abbiamo riscontrato alcune discrepanze tra i risultati da noi ottenuti e quelli invece ottenuti dagli studi umani. La velocità media dello sweeping è di 9.31 cm / sec, rasente il limite superiore dell’intervallo di velocità che attiva le fibre CT nell'uomo. Inoltre, gli effetti autonomici positivi, in termini di battito cardiaco, variabilità della frequenza cardiaca e temperatura a livello del muso, sono stati evidenziati durante lo sweeping eseguito con una velocità di 5 e 10 cm/sec, quindi al limite superiore dell’intervallo ottimale che attiva le fibre CT nell’uomo. Al contrario, lo sweeping eseguito con una velocità inferiore a 5 cm/sec e superiore a 10 cm/sec determina effetti fisiologici negativo. Infine, la corteccia insula sembra essere selettivamente modulata dallo stimolazione eseguita alla velocità di 5-13 cm/sec, ma non 1-5 cm/sec. Quindi, gli studi sul sistema delle fibre CT nell’uomo hanno dimostrato che la velocità ottimale è 1-10 cm/sec, mentre dai nostri risultati la velocità ottimale sembra essere 5-13 cm / sec. Quindi, nonostante l'omologia tra il sistema delle fibre CT nell'umano deputato alla codifica del tocco piacevole affiliativo ed il sistema delle fibre C-LTMRs nei primati non umani, ulteriori studi saranno necessari per definire con maggiore precisione la velocità ottimale di attivazione delle fibre C-LTMR e per dimostrare direttamente la loro attivazione durante lo sweeping, mediante la misurazione diretta della loro modulazione. Studi in questa direzione potranno confermare l'omologia tra lo sweeping in qualità di tocco affiliativo piacevole tra i primati non umani e la carezza tra gli uomini. Infine, il presente studio potrebbe essere un importante punto di partenza per esplorare il meccanismo evolutivo dietro la trasformazione dello sweeping tra primati non umani, azione utilitaria eseguita durante il grooming, a carezza, gesto puramente affiliativo tra gli uomini.

Three stories.

Reprinted from The Bulletin, Sydney.

Field identification cards /

A set of individual identification cards for rare and sensitive plant species found in the southeastern United States including Puerto Rico. Categories include forbs, shrubs, ferns, and trees. Each card has a color picture on one side and a description and map on the reverse. The description includes: family, flowering date, habitat, and identifying characteristics.

Studies on the cryopreservation of common wombat (Vombatus ursinus) spermatozoa

In an attempt to develop a gamete-recovery protocol for the northern hairy nosed wombat (Lasiorhinus krefftii), spermatozoa were removed from the cauda epididymides of four common wombats (Vombatus ursinus) and cryopreserved following a variety of prefreeze storage conditions. Spermatozoa stored for 72 h at 4 degrees C within the testicle before cryopreservation tolerated the freeze-thaw procedure remarkably well, resulting in a higher post-thaw viability (% motile P< 0.01; rate of movement P< 0.01; % live P< 0.01) than sperm recovered on the day of post-mortem, stored in a test tube for 72 h at 4 degrees C and then frozen. The effect of post-thaw dilution with Tris citrate fructose (TCF) diluent on the survival of epididymal common wombat spermatozoa was also investigated. Motility (P< 0.05), rate of sperm movement (P< 0.01) and the percentage of live spermatozoa (P< 0.05) were all significantly greater when spermatozoa were thawed and diluted immediately in TCF than when thawed without dilution. The present study also reports, for the first time, a successful pellet method of freezing wombat spermatozoa on dry ice; volumes of 0.25 and 0.5mL resulted in higher post- thaw survival compared with 0.1-mL pellets.

Inhibition of cell-wall autolysis and pectin degradation by cations

Modification of cell wall components such as cellulose, hemicellulose and pectin plays an important role in cell expansion. Cell expansion is known to be diminished by cations but it is unknown if this results from cations reacting with pectin or other cell wall components. Autolysis of cell wall material purified from bean root (Phaseolus vulgaris L.) occurred optimally at pH 5.0 and released mainly neutral sugars but very little uronic acid. Autolytic release of neutral sugars and uronic acid was decreased when cell wall material was loaded with Ca, Cu, Sr, Zn, Al or La cations. Results were also extended to a metal-pectate model system, which behaved similarly to cell walls and these cations also inhibited the enzymatic degradation by added polygalacturonase (EC 3.2.1.15). The extent of sugar release from cation-loaded cell wall material and pectate gels was related to the degree of cation saturation of the substrate, but not to the type of cation. The binding strength of the cations was assessed by their influence on the buffer capacity of the cell wall and pectate. The strongly bound cations (Cu, Al or La) resulted in higher cation saturation of the substrate and decreased enzymatic degradability than the weakly held cations (Ca, Sr and Zn). The results indicate that the junction zones between pectin molecules can peel open with weakly held cations, allowing polygalacturonase to cleave the hairy region of pectin, while strongly bound cations or high concentrations of cations force the junction zone closed, minimising enzymatic attack on the pectin backbone. (C) 2004 Elsevier SAS. All rights reserved.

Chemoprevention of head and neck cancer with retinoids: a negative result

Objective: To determine whether isotretinoin (or 13-cis-retinoic acid) decreases the risk of second primary cancers in patients previously treated for cure of head and neck squamous cell carcinoma. Design: Randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Setting: Two head and neck multidisciplinary cancer clinics in university teaching hospitals taking cases from 4 to 5 million people in Queensland, Australia, combined to,enter appropriate patients into this trial. Patients: One hundred fifty-one patients with their first head and neck squamous cell carcinoma treated with high expectation for cure and living close by. They were randomized into 3 arms to receive 3 years of treatment. Interventions: Patients took isotretinoin at a high dose (1.0 mg/kg per day) or a moderate dose (0.5 mg/kg per day) or placebo. Group 1 took the high dose for I year and then the moderate dose for 2 years. Group 2 took the moderate dose for 3 years. Group 3 took placebo for 3 years. Main Outcome Measures: The diagnosis of a second primary malignancy of the head and neck, lung, or bladder was regarded as the end point signifying failure of therapy. Issues of drug adverse effect profile and impact on survival were measured. Results: There was no significant difference in the occurrence of second primary disease (P=.90), the recurrence of primary disease (P=.70), or disease-free time (P=.80) between the treatment and nontreatment arms. Numbers were too small to find differences in survival. Conclusion: With evidence that retinoid treatment adversely affects survival of lung cancer and with this drug not significantly decreasing the incidence of second primary tumors of head and neck squamous cell carcinoma, the use of this drug in head and neck cancer patients for second cancer prophylaxis is not indicated.

Functional significance of dauciform roots: exudation of carboxylates and acid phosphatase under phosphorus deficiency in Caustis blakei (Cyperaceae)

Caustis blakei produces an intriguing morphological adaptation by inducing dauciform roots in response to phosphorus (P) deficiency. We tested the hypothesis that these hairy, swollen lateral roots play a similar role to cluster roots in the exudation of organic chelators and ectoenzymes known to aid the chemical mobilization of sparingly available soil nutrients, such as P. Dauciform-root development and exudate composition (carboxylates and acid phosphatase activity) were analysed in C. blakei plants grown in nutrient solution under P-starved conditions. The distribution of dauciform roots in the field was determined in relation to soil profile depth and matrix. The percentage of dauciform roots of the entire root mass was greatest at the lowest P concentration ([P]) in solution, and was suppressed with increasing solution [P], while in the field dauciform roots were predominately located in the upper soil horizons, and decreased with increasing soil depth. Citrate was the major carboxylate released in an exudative burst from mature dauciform roots, which also produced elevated levels of acid phosphatase activity. Malonate was the dominant internal carboxylate present, with the highest concentration in young dauciform roots. The high concentration of carboxylates and phosphatases released from dauciform roots, combined with their prolific distribution in the organic surface layer of nutrient-impoverished soils, provides an ecophysiological advantage for enhancing nutrient acquisition.

Agrobacterium rhizogenes transformation of the Phaseolus spp.: A tool for functional genomics

A fast, reproducible, and efficient transformation procedure employing Agrobacterium rhizogenes was developed for Phaseolus vulgaris L. wild accessions, landraces, and cultivars and for three other species belonging to the genus Phaseolus: R coccineus, P lunatus, and P acutifolius. Induced hairy roots are robust and grow quickly. The transformation frequency is between 75 and 90% based on the 35-S promoter-driven green fluorescent protein and beta-glucuronidase expression reporter constructs. When inoculated with Rhizobium tropici, transgenic roots induce normal determinate nodules that fix nitrogen as efficiently as inoculated standard roots. The A. rhizogenes-induced hairy root transformation in the genus Phaseolus sets the foundation for functional genomics programs focused on root physiology, root metabolism, and root-microbe interactions.