방법 논문

유전자의 식별을위한 VIGS - 중재 앞으로 유전학 검사는 Nonhost 저항에 참여

DOI:

10.3791/51033

⸱

2013년 8월 23일

 ,  , 
1Plant Biology Division, The Samuel Roberts Noble Foundation

이 논문에서

요약

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바이러스에 의한 유전자 침묵은 식물의 nonhost 저항성에 관련된 유전자를 식별하기위한 유용한 도구입니다. 우리는 nonhost 병원균에 감염 유전자 침묵 식물을 식별 GFPuv을 표현 세균성 병원체의 사용을 보여줍니다. 이 방법은 빠르고, 간단하고 대규모 검사와 유사한 프로토콜이 다양한 식물 미생물 상호 작용을 연구에 적용 할 수있는 용이하게합니다.

초록

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세균성 병원균에 대한 식물의 Nonhost 질병 저항은 복잡한 방어 경로에 의해 제어됩니다. 이 메커니즘을 이해하는 것은 병원균의 넓은 범위에 대한 내구성이 질병 저항성 식물 개발을위한 중요합니다. 바이러스에 의한 유전자 침묵 (VIGS) 기반의 앞으로 유전학 검사는 nonhost 저항을 부여 식물의 방어 유전자의 식별을위한 유용한 방법입니다. 담배 딸랑이 바이러스 (TRV) 기반 VIGS 벡터 날짜에 가장 효율적인 VIGS 벡터이며가 효율적으로 사용되었습니다 은 Nicotiana benthamiana에서 내생 대상 유전자를 침묵합니다.

이 논문에서, 우리는 N.에서의 cDNA 라이브러리에서 개별 클론의 침묵에 대해 앞으로 유전학 검사 방식을 보여 benthamiana와 nonhost 병원균에 대한 노출 nonhost 저항을 유전자 침묵 식물의 반응을 평가, 모나스 syringae pv를. 토마토 T1, P. syringae pv를. GLYCinea, 그리고 X. campestris pv를. vesicatoria. 이러한 세균성 병원균 표현 GFPuv 단백질을 설계하고 침묵 표적 유전자가 nonhost 저항을 부여에 관여하는 경우 그들의 녹색 형광 식민지가 nonhost 병원균 접종 공장에서 UV 빛의 밑에 육안으로 볼 수 있습니다. 이 nonhost 병원균에 감염 유전자 침묵 식물의 믿을 수있는 빠른 식별을 용이하게합니다. 또한, 유망 후보 유전자 정보는 TRV 벡터 식물 유전자 삽입 순서에 의해 알 수있다. 여기에 우리가 nonhost 저항성에 관련된 유전자를 식별하는 VIGS 매개 앞으로 유전학의 높은 처리 능력을 보여줍니다. 약 100 cDNA를 개별적 이후 주에서 공부 할 수있는 약 2~3주 여러 nonhost 세균성 병원균에 대한 nonhost 저항의 관련성에 침묵 할 수 있습니다. 이 논문에서, 우리는이 검사에 관련된 자세한 단계를 열거합니다. VIGS 매개 앞으로 유전학 screeniNG 접근 방식은 nonhost 저항에 관여 식별 유전자뿐만 아니라 다양한 식물 종의 다양한 생물과 비 생물 적 스트레스 공차를 부여 유전자를 공부하는뿐만 아니라 확장 할 수 있습니다.

서론

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Nonhost 저항은 특정 병원체 1,2 인종에 대한 모든 식물 종의 저항이다. 이 넓은 스펙트럼과 식물 2,3 튼튼한 질병 저항을 부여. 그러나 특히 세균성 병원균에 대한 기전은 잘 4 이해되지 않습니다. 타협 nonhost 저항 및 nonhost 저항 5-9시 차등 발현 유전자의 식별을위한 높은 처리량 성적 프로파일은 이전 세균 nonhost 저항을 해부에 사용되는 두 가지 주요 방법임을 돌연변이 또는 침묵 식물 검사. nonhost 저항은 많은 유전자, 유전자 식별을위한 높은 처리량 기능 게놈 접근법의 참여와 복잡한 메커니즘 (들) 4에 의해 제어되기 때문에 nonhost 저항 메커니즘 (들)을보다 잘 이해 중요합니다.

바이러스에 의한 유전자 침묵 (VIGS)가 성공적으로 내생 식물 침묵하는 데 사용되었습니다많은 식물 종 10,11의 유전자.은 Nicotiana benthamiana는 VIGS 10,12하고 초안 게놈 시퀀스에 대한 가장 적합한 식물 중 하나입니다 지금 13 사용할 수 있습니다. 담배 딸랑이 바이러스 (TRV) 기반 VIGS 널리 ....

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프로토콜

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1. 식물 성장 및 타겟 유전자 침묵

  1. 식물의 성장 조건 :
    1. N.를 뿌리다 토양 덜 포팅 혼합물 메트로 믹스 350 성장 챔버에서 씨앗을 발아에 benthamiana 씨. 다른 토양 토양 적은 매체는 메트로 - 믹스 대신 사용할 수 있습니다.
    2. 이식 3 주 오래된 개별 화분에 모종 21 유지 온실에서 그들을 성장 ± 2 ° C 이전의 문헌 12에 설명 된 다른 성장 조건과 함께. 두 사흘 이식 후, 식물 TRV 접종에 사용할 수 있습니다.
  2. TRV2 클론을 성장 :
    TRV는 양자 바이러스 및 게놈 RNA1 및 RNA2으로 구성되어 있습니다. RNA1는 RNA 의존 RNA 중합 효소와 운동 단백질 20,21 인코딩합니다. RNA2는 외피 단백질 (CP) 및 subgenomic RNA를 21 개의 비 구조 단백질을 인코딩합니다. RNA1 및 RNA2 모두 성숙 비르의 형성에 필요한우리 입자들의 확산 20,21. TRV2 벡터의 cDNA를 라이브러리 건설 이전의 문학 22,23에 설명되어 있습니다. 간단히, 본 연구에서 사용 VIGS 라이브러리는 다양한 생물과 비 생물 적....

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결과

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본 연구의 주요 목적은 N. 침묵을 지켰 유전자의 쉽고 정확하게 식별하는 방법을 보여주는 것입니다 nonhost 저항을 손상하는 benthamiana 공장. 이 방법의 네 가지 주요 단계가 있습니다. 첫 번째 단계는 개별적으로 TRV-VIGS를 사용하여 유전자의 다수를 침묵하는 것입니다. 우리는 그림 1에 묘사 된 프로토콜을 사용하여 약 1.5 년의 기간 동안 약 5,000 유전자에게 6,18 침묵을 지켰습니다. 유전자 침묵 식물의 일부는 표현형 (그림 2) 황변 및 사진 표백, 성장 저하 등 다양한 표현형의 변화를 보여 주었다.

두 번째 단계는 nonhost 병원체 (들)에 감수성을 보여주는 유전자 침묵 식물의 식별이다. 우리는 GFPuv 표현하는 박테리아를 사용 란타 (그림 3A-3C) 자신의.......

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토론

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식물 면역 거의 또는 전혀 녹색 형광 벡터 제어 공장에서 방출되지 않는, 따라서 nonhost 병원균의 성장을 제한하고 장파장 자외선 (그림 3D)에 따라 nonhost 병원균 접종 둡니다. 그러나 nonhost 저항에 관련된 유전자가 침묵 할 때, 유전자 침묵 식물 nonhost 병원균과 녹색 형광의 성장 (그림 3E) 볼을 선호. 이것은이 논문에 설명 된 방법에 관련된 기본 원칙이다. 이 방법은 HR-기반의 분석을 통해 두 가지 주요 장점이 있습니다. GFPuv 기반의 분석에 의해 nonhost 병원균에 감염 침묵 식물 중 하나, 식별 볼 수 있습니다 란타의 성장과 정확성을 향상시킵니다. 둘째,이 방법은 수 두 유형 I nonhost 저항 2,26 (가시 세포의 죽음이 발생하지 않음)과 타입 II nonhost 저항 2,26 (과민 반응 세포의 죽음의 결과)에 관련된 유전자의 식별.예를 들어, 우리는 이전에 .......

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공개 사항

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우리는 공개 아무것도 없어.

감사의 글

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이 프로젝트는 사무엘 로버츠 노블 재단에 의해 후원되었다. 저자는 회원국 감사합니다. 제니 갤로 웨이와 콜린이 우수한 식물 관리를위한 Elles, 그리고 작품에 대한 양 케이티 브라운. 우리는 또한 회원국에게 감사의 말씀을 전합니다. 트리 나 코트렐, 푸자 Uppalapati, Moumita 사하구, Swetha Vinukonda이 프로토콜을 설정하는 동안 기술 지원을위한 씨 이삭 Greenhut.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
96웰 U-바닥 플레이트Becton Dickinson Labware (Franklin Lakes, NJ, USA)35-3077
96핀 리플리케이터 스테인리스 스틸Nalge Nunc International (Naperville, IL, USA)250520
High Intensity UV Inspection Lamps, Model B-100apThomas scientific (Swedesboro, NJ, USA)6283K50제조사 ID 95-0127-01
Stuart SC6 colony counterBibby Scientific Limited, Staffordshire, UKSC6PLUS
토양이 없는 화분 혼합물, Metro-Mix 350SUNGRO Horticulture Distribution, Inc., (Bellevue, WA, USA)
Primers:
attB1 (GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCT)
attB2 (GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGT)		Integrated DNA Technologies, Inc (Coralville, IA, USA)맞춤형 합성
MES, 일수화물 VWR international (Radnor, PA, USA)CAS No. 145224-94-8
Acetosyringone (Dimethoxy-4'-hydroxyacetophenone) Sigma Aldrich (St. Louis, MO, USA)D134406
Vac-In-Stuff (Silwet L-77)Lehle Seeds (Round Rock, TX, USA)VIS-30

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Heath, M. C. Nonhost resistance and nonspecific plant defenses. Currrent Opinion in Plant Biology. 3, 315-319 (2000).
  2. Mysore, K. S., Ryu, C. -M. Nonhost resistance: how much do we know. Trends in Plant Science. 9, 97-104 (2004).
  3. Ellis, J.

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재인쇄 및 허가

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VIGSGFP UVcDNA

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