Questo metodo di purificazione del virus modificato fornito un arricchimento del virus DNAs utile per l'identificazione di due specie di virus da NGS e bioinformatica. Dopo l'omogeneizzato è stato centrifugato a 40.000 x g per 2,5 h, c'era una pallina verde nella parte inferiore del tubo e una pallina bianca lungo la lunghezza. La pastiglia verde è stato risospeso in un tubo del microcentrifuge e il pellet bianco è stato risospeso in due provette per microcentrifuga. PCR è stata effettuata utilizzando standard CaYMV diagnostica gli iniettori di PCR, e i prodotti sono stati rilevati in pellet bianco solubilizzate e non la pastiglia verde (Figura 1A). Un campione di preparazione grezza è stato esaminato secondo microscopia elettronica di trasmissione e abbiamo osservato le particelle bacilliform misura 124-133 nm di lunghezza (Figura 1B). Questo è all'interno la lunghezza prevista modale della maggior parte dei badnaviruses. DNA è stata estratta dai pellet bianchi e verdi e risospesi separatamente. Figura 1C, abbiamo caricato 5 µ l di DNA estratto dal verde e pellet bianco campione (1,6 µ g di DNA per la frazione verde) e 3,1 µ g di DNA per la frazione di bianco da 0,8% agarosio elettroforesi su gel e analizzato il DNA seguendo il bromuro di etidio la macchiatura. La frazione verde contenuto basso peso molecolare del DNA, mentre la frazione bianca prodotto due bande di più alto peso molecolare del DNA, così come il più basso peso molecolare del DNA (Figura 1C). Il gel ha presentato nella Figura 1C è stato eseguito per 40 min a 100 V e lo striscio in vicolo 3 suggerisce che la tensione di gel dovrebbe essere abbassata per produrre bande più chiare. Questi dati suggeriscono che la pallina bianca è stata arricchita per i virions. La concentrazione di DNA (0,6 µ g/mL) estratta dal campione bianco era basso, ma adeguata per NGS, che richiede un minimo di 10 ng di DNA per procedere. DNAs frammentati sono stati utilizzati per preparare una libreria per NGS.
In parallelo, il RNA è stato estratto dalle piante infette canna (Figura 1D) per high throughput RNA-seq. Un flusso di lavoro standard è stato effettuato per la preparazione di biblioteca, NGS, creando contigs e identificare sequenze di genoma virale (Figura 1E). Sono stati confrontati i risultati di uscita da usando il DNA e RNA come materiali di partenza.
Abbiamo ottenuto 188.626 crudo DNA letture da NGS usando il DNA isolato dalla preparazione di virus grezza. Letture sono state assemblate in 13.269 contigs e BLASTn è stato utilizzato per la ricerca il dataset NCBI delle sequenze nucleotidiche (utilizzando Viridplantae TaxID: 33090 e Virus TaxID: 10239 come gli organismi limitanti) (Figura 1E). I risultati di NCBI-BLASTn ha rivelato che erano 93% del de novo assemblati contigs sequenze cellulari, 22% erano sconosciuti, e 0,3% erano virus contigs (Figura 2A). La maggior parte dei contigs categorizzato come sequenze di cellulari sono stati identificati come mitocondriale o cloroplasto DNA. All'interno del dataset del virus contigs, 32% di contigs i virus sono stati collegati ai membri del Caulimoviridae (che non erano Badnavirus sequenze) e 58% di questi sono stati collegati con Badnavirus. Di contigs il virus, 29% erano molto simili (e < 1 x 10-30) al CaYMV isolare V17 ORF3 gene (EF189148.1), virus del bacilliform di canna da zucchero isolare Batavia D, completa del genoma (FJ439817.1), e Banana streak CA virus completo (genoma KJ013511). All'interno di questa popolazione, c'erano contigs lungo che ha assomigliato a due genomi di integrale.
Alto-rendimento RNA-seq prodotta 153.488 pulite singole sequenze letture con una media lunghezza di < 500 b.p. Contig Assemblea di leggere questo ridotto a 8.243 contigs. Questi sono stati sottoposti a NCBI-BLASTn (utilizzando Viridplantae TaxID: 33090 e Virus TaxID: 10239 come gli organismi limitanti) e le uscite collocate il 76% del contigs in una categoria di sequenze cellulari di impianto, 23% erano sconosciute, e 0,1% sono stati categorizzati come virus contigs ( Figura 2 B). esame più attento della popolazione della popolazione 0,1% di virus contigs determinato che il 68% di questi sono stati assegnati a Caulimoviridae (Figura 2B). Tre grandi contigs all'interno di questa popolazione sono stati identificati con alta somiglianza (e < 1 X 10-30) al CaYMV isolare V17 ORF3 gene (EF189148.1), virus del bacilliform di canna da zucchero isolare Batavia D, completa del genoma (FJ439817.1) e Banana streak Virus di CA completa del genoma (KJ013511). Esaminando i tre contigs, unimmo manualmente due di questi per produrre un genoma di virus full-length.
Abbiamo confrontato il virus genoma lunghezza contigs prodotta mediante sequenziamento del DNA e RNA come impalcatura reciproca per confermare la presenza di due genomi di virus full-length. Un genoma del virus full-length di 6.966 bp è stato provvisoriamente chiamato virus giallo mottle associato Canna 1 (CaYMAV-1) (Figura 3A). Il secondo genoma era 7.385 bp e una variante del CaYMV infettare Alpinia purpurata (CaYMV-Ap01) (Figura 3A).
Infine, gli iniettori di PCR che sono stati progettati per clone ~ 1.000 bp frammento di ogni virus, sono stati utilizzati per rilevare differenzialmente entrambi genomi in una popolazione di 227 piante di canna che rappresenta nove varietà commerciali. In molti casi singoli impianti sono stati infettati con entrambi i virus. Forniamo un esempio di rilevazione di RT-PCR di CaYMAV-1 e CaYMV-Ap01 nelle 12 piante. Tre di questi erano positivi solo per CaYMV-Ap01 e nove erano positive per entrambi i virus (Figura 3B).

Figura 1 : Preparazioni di acido nucleico del virus e NGS workflow. Agarosio (A) (1,0%) elettroforesi di frammenti PCR bp 565 di genomi di CaYMV. Due prodotti di PCR sono stati rilevati in campioni preparati dal pellet bianco (corsie 1, 2) ma non nel campione pastiglia verde (corsia 3). Controllo positivo (+) rappresenta un prodotto PCR amplificato dalla pianta infetta del DNA che è stato isolato utilizzando un metodo automatizzato che coinvolgono particelle standard cellulosa paramagnetico. Lane L contiene la scala di DNA utilizzata come standard per misurare le dimensioni delle bande di DNA lineare nelle corsie di campione. (B) esempio di particella virale visualizzata da microscopia elettronica di trasmissione nel pellet bianco recuperati da frazionamento grezzo di foglie di canna infetti. (C) agarosio (0,8%) gel elettroforesi di DNA recuperato dal verde (corsia 1) e pellet bianchi (lane 2) quello testato positivo mediante PCR in pannello A. I puntini rossi e gialli accanto a corsia 2 identificano due bande di DNA ad elevato peso molecolare che si verificano nella frazione di bianco. (D) agarosio (1%) elettroforesi del gel di RNA totale recuperato dalla purificazione di RNA basata su colonne. Lane L contiene la scala di DNA utilizzata come standard per misurare le dimensioni delle bande lineari nelle corsie di campione. Lane 1-6 contiene RNA isolato dalle foglie di canna infetti che sono stati riuniti per un singolo campione per ribo-svuotamento e pipeline schematica di RNA-seq. (E) di acido nucleico isolamenti, preparazione di biblioteca, sequenziamento, contig assieme e il genoma del virus scoperta. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2 : Grafici di krona visualizzando le categorie tassonomiche di contigs. (A) il grafico a sinistra mostra l'abbondanza e la distribuzione tassonomica di contigs assemblati dalla preparazione grezza virus. Il grafico a destro raffigura le proporzioni del virus contigs connesso con la famiglia Caulimoviridae , Badnavirus genere e tre specie strettamente imparentate. (B) il pannello a sinistra mostra l'abbondanza di contigs derivate da RNA-seq basato sulla loro distribuzione tassonomica. Sulla destra si trova il grafico raffigurante l'abbondanza di contigs all'interno della popolazione del virus contigs connesso con la famiglia Caulimoviridae , Badnavirus genere e tre specie strettamente imparentate. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3 . Caratterizzazione dei genomi di CaYMAV-1 e CaYMV-Ap01. (A) rappresentazione schematica di mottle Canna giallo associare virus 1 (CaYMAV) e virus giallo mottle Canna simile al genoma isolato da Alpinia purpurata (CaYMV-Ap01). Posizioni del nucleotide 1-10 è identificato come l'inizio del genoma e contiene un tipico della maggior parte dei genomi di badnavirus sito anticodonemet tRNA. Le posizioni di stop e start per traduzione di open reading frame (ORF) 1 e 2 sono adiacenti. Queste proteine hanno sconosciuto funzioni. ORF3 è una poliproteina contenente dito di zinco (ZnF), proteasi (Pro), della trascrittasi inversa (RT) e domini RNAsi H. Una sequenza di segnale di poli (a) 3' è conservata per entrambi genomi di virus. (B) l'analisi di RT-PCR è stata effettuata utilizzando RNA isolato dalle foglie infetti da virus e gli iniettori che rilevano CaYMAV e CaYMV-Ap01. Nella stessa popolazione di 12 impianti, tre sono stati infettati con CaYMV-Ap01 solo, mentre i restanti sono stati infettati con CaYMAV e CaYMV-Ap01. (+) indica il controllo positivo e (-) indica il controllo negativo. Questa figura è riprodotto/modificati da Wijayasekara et al. 24 con permesso. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.