The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Russian was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
1Department of Biological Sciences, The University of Alabama, Huntsville, 2USDA-APHIS-PPQ, Center for Plant Health Science and Technology
Cseke, L. J., Talley, S. M. A PCR-based Genotyping Method to Distinguish Between Wild-type and Ornamental Varieties of Imperata cylindrica. J. Vis. Exp. (60), e3265, doi:10.3791/3265 (2012).
1. Коллекция образцов и охраны
Этот метод был разработан и протестирован с использованием свежих, замороженных, а в последнее высушивают ткани листа.
2. Экстракции ДНК
Чтобы извлечь ДНК из тканей растений, следуйте DNeasy завод Mini Kit (Qiagen, Валенсия, штат Калифорния, Cat # 69104 или 69106) инструкции изготовителя с одной незначительной модификации. Вместо того чтобы использовать предлагаемые менее 100 мг свежей ткани или менее 20 мг сухой тканью для каждого столбца, молоть больше, чем 100 мг, а затем передать 100 мг из свежих или замороженных тканей (или> 20 мг от сухой тканью) в соответствующие трубы для добычи. Ядерная и пластид ДНК извлекается одновременно.
3. Проверка качества и количества ДНК
4. ПЦР праймеры
ПЦР-праймеры, используемые в настоящем протоколе основывается на последовательности различия между пластид trnL-F Spacer области cogongrass и JBG генотипов. Эти различия возникают в виде полиморфизмов (Single нуклеотидные полиморфизмы) и индели (вставка и удаление), что позволило развитие эстрадно-специфических праймеров путем размещения грунтовки в местах уникальных последовательностей (рис. 4).
| Имя | Последовательность |
| TRNF (ГАА)-F | 5'-ATTTGAACTGGTGACACGAG-3 ' |
| trnL (5 'экзонов)-C | 5'-CGAAATCGGTAGACGCTACG-3 ' |
| Имя | Sequence |
| trnLF-C-F1 | 5'-TCCACTTTTTTGAAAAAACAAGTGCAA-3 ' |
| trnLF-C-R1 | 5'-GCCGATACTCTAATAAATAAAAAAAAAAAAGAAAT-3 ' |
| Имя | Последовательность |
| trnLF-R-F2 | 5'-CCAAATCCACTTTTTTGAAAAAACAAGTGGTT-3 ' |
| trnLF-R-R2 | 5'-CGAGATTCCTTGCCGATACTCTAATAAAA-3 ' |
5. ПЦР-установки
ДНК извлечения усиливаются с помощью каждого из указанных наборов праймеров в ПЦР. Включите положительный контроль, чтобы все ПЦР реагентов работают хорошо и может генерировать группы. Включите отрицательный контроль, чтобы ни один из реагентов загрязненных нежелательных ДНК. Отрицательного контроля не содержит шаблон и должно привести к отсутствию группы продукции.
| ПЦР реагентов | Объем использовано | Окончательный Concetration |
| Нуклеазы без DDH 2 O | 40,5 мкл | |
| 10X Преимущество 2 ПЦР буфер (Clonetech, CA) | 5,0 мкл | 10% (объем / объем) |
| Преимущество сверхчистых ПЦР дНТФ Mix (10 мм каждая, Clonetech, CA) | 1,0 мкл | 0,2 мМ |
| Пример # 1 (12 мкм в DDH 2 O) | 1,0 мкл | 0,24 мкм |
| Праймер 2 (12 мкм в DDH 2 O) | 1,0 мкл | 0,24 мкм |
| Преимущество 2 полимеразной Mix (Clonetech, CA) | 0,5 мкл | 1% (объем / объем) |
| Экстракции ДНК(70 нг / реакция; настроить DDH 2 O объем по мере необходимости) | 1,0 мкл | 1,4 нг / мкл |
| Всего: 50.0 мкл |
6. ПЦР Велоспорт
| Цикл | Денатурация Отжиг | Полимеризация |
| 1 | 2 мин при 95 ° C | |
| 2 | 30 сек при 95 ° C | 30 сек при 61 ° С, 90 сек при 68 ° C 35 циклов |
| 3 | 5 минут при 68 ° C | |
| Держите при температуре 4 ° С до образца удаляется | ||
7. Гель электрофореза ПЦР продуктов
Для визуализации результатов анализа отдельных продуктов ПЦР на 1% агарозном геле с использованием стандартных электрофореза.
8. Представитель Результаты
При визуализации продуктов ПЦР, cogongrass имеет уникальный рисунок полос по сравнению с JBG или вернулись JBG (рис. 5). Для каждого образца ДНК, trnL-F положительным набором праймеров управление должно привести к одной высокой интенсивности полосы ~ 890 базисных пунктов. Это подтверждает, что все ПЦР реагентов работают хорошо. Кроме того, отрицательный контроль (без шаблона) реакция не должна содержать полосы для любого грунтовка си др. используются. Это подтверждает, что ни один из реагентов были заражены.
Если образец ДНК происходит от дикого типа cogongrass, реакция ПЦР, используя cogongrass-специфического праймера набора приведет к одной полосы при ~ 595 б.п., а JBG-специфических праймеров приведет не группа. Кроме того, если образец ДНК происходит от JBG или вернулись JBG, реакция ПЦР, используя JBG-специфического праймера набора приведет к одной полосы при ~ 594 б.п., а cogongrass-специфических праймеров приведет не группа. Потому что JBG и вернулся JBG имеют одинаковые последовательности нуклеиновых кислот, то они будут, следовательно, имеют одинаковые полосы узоров. Если многие образцы для сравнения на геле в то же время, мы рекомендуем запускать все образцы, полученные от каждого праймера установить рядом друг с другом, тем самым облегчая поиск образцов для положительного результата.
Морфологические различия между JBG и JBG возвращается достаточно очевидны (например, красный цвет листьев и меньше ростом от JB G по сравнению с зеленой окраской, большим ростом и агрессивный рост JBG вернуться), так что пока результатов ПЦР будет таким же, JBG сорта легко отличить использованием морфологии растений.

Рисунок 1. Сравнение парниковых выросли императы цилиндрической обл. Koenigii (японская трава крови), Восстановлено I. cylindrica обл. koenigii (JBG Восстановить) и И. cylindrica (дикого типа cogongrass).

Рисунок 2. Пример образцы ДНК проверены с помощью NanoDrop спектрофотометр. Обратите внимание, что независимо от того, спектрофотометр используется, 260/280 соотношение должно быть близко к 1,8 и 260/230 соотношение должно близко к 2.0.

Рисунок 4. Последовательность выравнивания trnL-F регионов императы цилиндрической обл. Koenigii (японская трава крови), Восстановлено I. cylindrica обл. koenigii (JBG Восстановить) и И. cylindrica (дикого типа cogongrass). Вертикальные черные стрелки указывают на различия в последовательности, в результате ОНП и индели. Горизонтальная зеленые стрелки указывают на положение дикого типа грунтовки cogongrass для cogongrass-ПЦР. Горизонтальная красные стрелки указывают Ропереходы из JBG и JBG Вернуться праймеров для JBG-ПЦР.

Рисунок 5. Представитель результате гель-электрофореза продуктов ПЦР, полученных от cogongrass, JBG и JBG вернуться образцы ДНК в сочетании с cogongrass и JBG-специфических праймеров, а также trnL-F положительного контроля и не шаблон отрицательного контроля.
Питомник США и пейзаж промышленности процветать на выращивании и продаже экзотических и новых видов растений. Это, в сочетании с растущей глобализацией торговли, увеличивает вероятность того, что инвазивных видов растений войдет, создание и распространение в США, возможность регулирования федерального таких растений основывается на информации, которая зачастую отсутствует, в том числе могут стать инвазивными , правильный таксономии, и генетические отличия от родных и натурализованный таксонов. Потому что наши знания о инвазивных растений часто ограничены, импортные растения со скрытыми инвазивные характеристики были добровольно введены только узнать позже, что они вторгаются в нашу сельского хозяйства и природных ресурсов. Этот протокол направлен на решение таких проблем, связанных с I. cylindrica сортов, обеспечивая первый упрощенный молекулярный метод, который может точно различать дикого типа cogongrass и вернулась форма его коллега декоративных JBG.
jove_content "> Для развития этого протокола, дикого типа cogongrass была собрана из натурализованных населения на пруду Крик лесной группы в округе Санта-Роза у Джея, штат Флорида, в июне 2008 года. JBG было закуплено из коммерческих питомников (Bluebird Детский сад, Inc ..) в июне 2008 года, а также из собрания домовладельцев в Колумбии, штат Миссури JBG возвращается были получены из двора Кэмпбелл Геологический музей в Clemson University, штат Южная Каролина в июне 2008 года, из University Park в Riverdale, MA в июне 2009 года, и с передней дворе домовладельцев в Колумбии, штат Миссури в 2009 году (определенных Леланд Cseke). Все растения были сохранены в теплице находится в университете штата Алабама в Хантсвилле (Huntsville, AL).Генетическое секвенирование ДНК, собранных из этих растений, занесенных в глубине сравнения 9 независимых областей ДНК широко используется для штрих-кода растений 2. Во всех случаях, последовательности JBG были 100% бонус до тех JBG вернуться, тем самым помогаяубедиться, что JBG действительно вернуться к зеленым, инвазивные формы. Только ядерный ЕЕ и хлоропластов trnL-F регионах различия, которые могут быть использованы для генетически различия между cogongrass и JBG. Регион ЕГО имеет в общей сложности 3 ОНП (единичные нуклеотидные полиморфизмы) между cogongrass и JBG, а trnL-F регион имеет 2 ОНП и 2 индели (вставка и удаление). Эти генетические различия позволили эстрадно-ПЦР праймеры, которые будут разработаны, что может отличить дикого типа cogongrass и JBG возвращается. Наиболее надежные результаты пришли из праймеров происходит от пластид trnL-F региона. Таким образом, этот протокол на основе последовательности различия между trnL-F регионов геном хлоропластов cogongrass, JBG и вернулся JBG (рис. 4).
Для создания грунтовки, более характерные для сорта идет речь, и, чтобы избежать ложных срабатываний от близкородственных видов, др.л известно trnL-F последовательности I. cylindrica сорта по сравнению с trnL-F последовательностей из родственных видов трав (43 независимых последовательностей из 29 видов, например, Cymbopogon citratus, Sorghastrum incompletum, Coix Lacryma-Jobi, Miscanthus Sinensis, сахар officinarum, сорго halepense). Хотя, мы рассмотрели различные конкретные первичной последовательности через 29 видов трав, специфику эстрадно-специфических праймеров не был всесторонне рассмотрен на его способность усиливать ДНК от большинства других видов трав. Таким образом, ткани, используемые для экстракции ДНК должны быть тщательно определены, как и я cylindrica до начала этого протокола. Если трава не могут быть определены либо как cogongrass или JBG, то мы предлагаем секвенирование ПЦР-продукта, чтобы убедиться, что последовательности точно соответствует cogongrass или JBG. В настоящее время наиболее точный метод для проверки подлинности данного трава образец для выполнения ПЦР и на тРНБ-F и ее регионов, а затем последовательность проверки продуктов ПЦР и сравнения последовательностей известных последовательностей точно определить таксонов. ДНК может быть усилен контроль использования праймеров, описанных в этом протоколе (для trnL-F области) или других праймеров, которые доступны в других публикациях 13-15. Последовательность гораздо больше труда и дорогостоящие, чем при использовании нашей упрощенной процедуре.
Качество праймеров для ПЦР имеет решающее значение для успеха процедуры. Мы сделали грунтовки для этой процедуры можно получить Oblique Bio, Inc ( http://www.obliquebio.com/web/ , Хантсвилле, Алабама). Преимущество заказа праймеров из Oblique Bio является то, что они хранят большое количество порции каждого праймера с одинаковым серийное производство образца праймеров мы использовали для оптимизации в нашей лаборатории. Следовательно, грунтовки не только в той же последовательности, но тэй приходят с того же серийного производства, которая была использована в данном протоколе. Использование праймера от той же партии, может помочь избежать посторонних переменных в процедуре, которая может быть следствием различий в качестве праймеров ПЦР. Кроме того, в то время как другие полимеразы Taq должно работать нормально для ПЦР, качество Taq полимеразы использовать окажет влияние на качество результатов ПЦР. Для обеспечения лучшей согласованности в ПЦР реагентов, мы оптимизировали протокол с использованием реагентов из Clontech. Преимущество 2 полимеразы (Clontech, Mountain View, CA, Cat # 639201 или 639202) представляет собой смесь из надежных, горячего старта Taq-полимеразы и корректура фермент, который помогает обеспечить высокую специфичность и более точные уточнениями.
Поскольку этот протокол основывается на хлоропластов ДНК, которая наследуется по материнской линии в травах, гибридизация между событиями cogongrass и JBG генотипов не могут быть захвачены с нашими молекулярно процедуру идентификации. В случаях, когда это hypridization suspeИДКТК, мы рекомендуем использовать ядерное регионов, которые наследуются от обоих родителей. Наиболее часто используемые, не пластид переменная региона рассмотреть на заводе генотипирования является ядерной рибосомальной регионе ЕЕ 13-15,17. В настоящее время мы добиваемся прогресса в направлении усиления мультиплексирования хлоропласта trnL-F региона с ядерной области ИТС в то же ПЦР-пробирку. Мультиплексирование пластид с ядерной области ДНК потенциально обойти ограничения использования как в одиночку, однако, такие методы требуют оптимизации и дополнительной оценки с целью определения возможности в каждом конкретном случае. Использование количественного ПЦР в реальном времени (КПЦР) и новых технологий, таких как молекулярные маячки (флуоресцентных зондов грунтовка), также оценивается как аварийные и точные методы генотипирования растений.
Протокол, представленные здесь обеспечивает быстрый и надежный способ отличить JBG вернуться из этого дикого cogongrass. Мы рекомендуем использоватьRS этого протокола связаться с нами, чтобы сообщить результаты, полученные с использованием этого протокола. Такой обмен информацией поможет предоставить информацию о распределении JBG возвращается. Это также поможет регуляторов USDA принимать обоснованные решения о действиях, которые могут быть нужны, чтобы обойти распространения и потенциального гибридизации сортов высоко инвазивный cogongrass.
Нам нечего раскрывать.
Мы благодарим Алана Tasker (USDA-ТЛЯ, Riverdale, MD), Стивен Комптон (Clemson), Шерри Aultman (Clemson), Крейг Рэмси (USDA-ТЛЯ, Fort Collins, CO), и Бетти Marose (UMD) за помощь в получении образцов . Мы благодарим студентов Эндрю Адриан (UA-Хантсвилле) и Дерек Такер (UA-Хантсвилл) за помощь в тестировании этот протокол, и Иосиф Herdy за его работу в съемках видео. Эта работа финансировалась Национальным рыбного и охотничьего фонда.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| DNeasy Plant Mini Kit | Qiagen | 69104 or 69106 | Any reputable genomic plant DNA kit that yields good quality DNA should work fine for these procedures. |
| trnF(GAA)-F | Oblique Bio, Inc. | 3-0578 | Forward positive control primer |
| trnL(5’ exon)-C | Oblique Bio, Inc. | 3-0579 | Reverse positive control primer |
| trnLF-C-F1 | Oblique Bio, Inc. | 3-0864 | Forward wild-type cogongrass primer |
| trnLF-C-R1 | Oblique Bio, Inc. | 3-0865 | Reverse wild-type cogongrass primer |
| trnLF-R-F2 | Oblique Bio, Inc. | 3-0866 | Forward JBG and JBG revert primer |
| trnLF-R-R2 | Oblique Bio, Inc. | 3-0867 | Reverse JBG and JBG revert primer |
| Advantage UltraPure PCR dNTP Mix | Clontech Laboratories | 639125 | |
| Advantage 2 Polymerase | Clontech Laboratories | 639201 or 639202 | A good proof-reading, hot-start Taq polymerase |
1
ReplyPosted by: pcr genotypingFebruary 28, 2012, 5:01 AM