Agronomie 16 (1996) 663-670
DOI: 10.1051/agro:19961011

Flow cytometry as a tool to investigate nuclear senescence in symbiotic and pathogenic systems

G. Lingua^a, GC Varese^a, A. Trotta^b, A. Fusconi^b, E. Gnavi^b and G. Berta<sup>a

a</sup>  Universitá degli Studi di Torino, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Avanzate, corso Borsalino 54, I-15100 Alessandria
^b  Dipartimento di Biologia Vegetale, viale Mattioli 25, I-10125 Torino, Italy

Abstract - Arbuscular mycorrhizae have been reported to moderate negative effects (growth inhibition, necrosis, death) caused by soil-borne pathogenic fungi. In this paper, we assessed root viability with two DNA fluorescent flow cytometry stains that can be usefully combined to evaluate chromatin changes. Nuclei were extracted from arbuscular mycorrhizal (Glomus mosseae) and non-mycorrhizal tomato roots, infected or uninfected with Phytophthora nicotianae var parasitica and watered with a low phosphate nutrient solution. Nuclei extracted from non-mycorrhizal roots infected with the pathogenic fungus showed lower fluorescence values after staining, compared to arbuscular mycorrhizal roots, suggesting that the presence of the pathogen may result in DNA loss and condensation. Infection by either fungus (symbiotic and pathogen) reduced the ratio of 4c to 2c nuclei in the differentiated root.

Résumé - La cytométrie de flux comme moyen pour étudier la sénescence nucléaire dans des systèmes symbiotiques et pathogènes. Les mycorhizes arbusculaires sont connues pour réduire les effets négatifs (croissance, nécrose, mort) causés par les pathogènes telluriques. Dans ce travail, nous avons évalué par cytométrie de flux, la viabilité des racines, en utilisant deux colorants d'ADN qui, en combinaison, permettent d'estimer les changements au niveau de la chromatine. Les noyaux ont été extraits des racines de tomate mycorhizées ou non avec Glomus mosseae ou infectées ou non avec Phytophthora nicotiana var parasitica et ayant reçu une solution nutritive pauvre en phosphore. Les noyaux extraits des racines non mycorhizées, infectées avec le champignon pathogène, ont donné des valeurs plus faibles de florescence par rapport à ceux obtenus avec des noyaux extraits des racines mycorhizées. Cela suggère que la présence de champignons pathogènes se traduit au niveau de l'ADN par une perte de condensation. L'infection par les deux champignons (symbiotique et pathogène) réduit le rapport du nombre de noyaux 4c par rapport aux 2c dans les racines différenciées.

Key words: arbuscular mycorrhiza / chromatin / root pathogen / flow cytometry / senescence

Mots clés : mycorhize arbusculaire / chromatine / cytométrie de flux / sénescence