В этой статье мы продемонстрировать создание клоновых культур одноклеточными спрягать видов водорослей, собранные от естественного поля сайта.
Методическая статья
В этой статье мы продемонстрировать создание клоновых культур одноклеточными спрягать видов водорослей, собранные от естественного поля сайта.
Важно установить клоновых культур микроводорослей для использования в исследованиях по различным темам, например, физиологии, генетики, таксономии и микробиологии. Таким образом чрезвычайно важно разработать методы для установления клоновых культур. В этой статье мы продемонстрировать создание клоновых культур спрягать Алга. Пробы воды собираются из поля. Впоследствии клетки изолированы с помощью стекла капиллярные пипетки, размещены в средствах массовой информации и выросли в условиях подходит для генерации клоновых культуры.
Спряжение водорослей (ордена Zygnematales), также известен как conjugatophytes, занимают ключевых Филогенетическое положение как ближайших живущих родственников немедленное предки наземных растений1,2. Установленным клоновых культуры водорослей привели к широкий спектр таксономических, физиологических и генетических исследований за последние годы. Методы изоляции микроорганизмов от естественного поля имеют давнюю традицию3,4. В последние годы автоматизированных изоляции, что методы, с помощью проточной цитометрии также были созданы5. Наиболее распространенный метод, используемый для получения одной ячейки для создания клоновых культуры является одной ячейки изоляции с помощью стеклянные капиллярные пипетки6. Этот традиционный метод требует мастерства и точное экспериментальный протокол.
В этой статье мы демонстрируем выборки водорослей из поля образцов и создание клоновых культур спрягать одноклеточные водоросли, такие как Closterium видов, с использованием стеклянные капиллярные пипетки. Пробы воды, содержащие растительные клетки собирается из области сайта (например, озеро, пруд или рисовом поле). Клетки изолированы от образца воды с помощью стеклянные капиллярные пипетки и затем промывают. Клетки культивируемых в пробирки, содержащие азот дополнить среднего (CA средний) при 24 ° C под свет: 8 16-h-h темный режим. Этот метод также подходит для изоляции другие микроводорослей для создания клоновых культур.
1. сбор пробы воды, содержащие водорослей
Примечание: Одноклеточные conjugatophytes растут в застойные пресноводных районах, например, озер, болот и рисовых полей. Водоросли содержащие образец воды собираются из одной из этих сред для создания культуры штамма. Перед началом процесса требуются следующие элементы: чистая планктона, одноразовые пипетки и бутылка или 50 мл трубки для сбора проб воды.
2. подтверждение водорослей
Примечание: Требуются следующие элементы: лупы или портативный микроскоп и 60 мм блюдо для наблюдения.
3. Подготовка стеклянные капиллярные пипетки от пипетки Пастера для изоляции
Примечание: Перед началом процесса, требуются следующие элементы: стерилизованное пипетки Пастера, стойки для пипетки Пастера, перчатки, резиновую грушу, Спиртовка, метанола для Спиртовка, зажигалку, щипцы, мусорный бак для стекла и чистой комнате или слоистые капот потока (при необходимости).
4. одноклеточных изоляции, стеклянные капиллярные пипетки
Примечание: Перед началом требуются следующие элементы: Перевернутый световой микроскоп, часы очки, пластиковые блюдо и стерильные резьбовые пробирки содержащие CA среднего (Таблица 1) или кондиционером CA средних7.
Воды (Inba1) 50 мл был проб из одной точки выборки в озеро Инба numa (рН 8.1, 24,7 ° C; 35 ° 44′30. 2″N, 140 ° 12′08. 2″E) в Сакура Ши, Чиба, Япония, 25 июня 2016 года. Пробы воды хранится в 4-8 ° C. На следующий день после сбора, образец Closterium sp. был изолирован от пробы воды, содержащие растительные клетки. Пятнадцать вегетативной клетки идентичны морфологии (Inba1-1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9, -10, -11, -12, -13, -14 и -15) были изолированы от образца, а затем промывают, используя пипетку, мытье метод. Пятнадцать изолированные отдельные клетки были культивировали в независимых пробирки, содержащие 15 мл с кондиционерами CA среды. После 2 недель инкубации, пролиферацию клеток наблюдалось в 9 пробирки [Inba1-1, -3, -4, -5 (Рисунок 2a), -6, -9, -10, -12 (рис. 2b) и -13; Таблица 2]. Девять клоновых культур были созданы из изолятов пример Inba1 (рис. 3).

Рисунок 1 : Поток одной ячейки изоляции. () передачу единый целевой водорослевые клетки от исходного образца воды стерильной среды в первые часы стекло. (b, c) Передача ячейку снова на следующий стекла смотреть мыть. Эта процедура должна повторяться до тех пор, пока есть без других клеток/загрязнений чем целевого объекта в среде; три часы очки показаны на диаграмме здесь в качестве примера. (d) наконец, передача мыть ячейки в пробирке соответствующей среды для роста. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2 : Фотографии вегетативных клеток Closterium SP. () Inba1-5 и (b) Inba1-12 приведены здесь. В баре шкалы = 50 µm. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3 : Создание клоновых культуры из образца Inba1. Пробирки культивировали в течение 2 недель были сфотографированы снизу. Звездочка указывает пролиферации клеток. В баре шкалы = 2 см. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
| Название СМИ | Ссылка | Комментарии | |
| CA | 12 Ichimura и Ватанабэ | CA (№3)2·4H2O | 2 мг |
| KNO3 | 10 мг | ||
| NH4№3 | 5 мг | ||
| Β – Na2glycerophosphate·5H2O | 3 мг | ||
| MgSO4·7H2O | 2 мг | ||
| Витамин B12 | 0,01 мкг | ||
| Биотин | 0,01 мкг | ||
| Тиамин HCl | 1 мкг | ||
| PIV металлов | 0,1 мл | ||
| FE (как ЭДТА; молярной 1:1) | 0,1 мл | ||
| HEPES | 40 мг | ||
| Добавить воду, чтобы сделать 100 мл | |||
| pH отрегулировать с NaOH до 7,2 | |||
| P IV металлов | Provasoli и Pintner13 | Na2EDTA·2H2O | 100 мг |
| O FeCl3·6H2 | 19,6 мг | ||
| НКД2· 4H2O | 3,6 мг | ||
| ZnCl2* | 1.04 мг | ||
| CoCl2·6H2O | 0,4 мг | ||
| Na2MoO4·2H2O | 0,25 мг | ||
| Добавить воду, чтобы сделать 100 мл | |||
| FE (как ЭДТА; молярной 1:1) | Provasoli14 | FE (NH4)2(так4)2·6H2O, | 70.2 мг |
| Na2EDTA·2H2O, | 66 мг | ||
| Добавить воду, чтобы сделать 100 мл | |||
| Кондиционерами CA среднего | Абэ et al.7 | Инкубации клеток в свежих средних CA для 14 – 20 дней. Собирать культурной среды путем фильтрации с использованием качественных фильтр-бумаги и стерилизовать отфильтрованных среды путем автоклавирования (121 ° C 15 мин). | |
| * В НИС 1.04 мг ZnCl2 заменяется на 2,2 мг ZnSO4·7H2O. | |||
Таблица 1: Составы средств массовой информации, используемые в данном исследовании.
| Пробы воды | Имя ячейки | Состояние после культуры | Штамм имя |
| Inba1 | -1 | Клетки распространились | Inba1-1 |
| -2 | Не изменилось | ||
| -3 | Клетки распространились | inba1-3 | |
| -4 | Клетки распространились | inba1-4 | |
| -5 | Клетки распространились | inba1-5 | |
| -6 | Клетки распространились | inba1-6 | |
| -7 | Не изменилось | ||
| -8 | Не изменилось | ||
| -9 | Клетки распространились | inba1-9 | |
| -10 | Клетки распространились | inba1-10 | |
| -11 | Не изменилось | ||
| -12 | Клетки распространились | inba1-12 | |
| -13 | Клетки распространились | inba1-13 | |
| -14 | Не изменилось | ||
| -15 | Не изменилось |
Таблица 2: Изоляции пробную резюме.
С помощью нынешнего метода, 9 клоновых культуры штаммов Closterium sp. были созданы из 15 клеток, изолированных от образца воды (Inba1), представляющий 60% успеха. В будущем будет осуществляться идентификации видов морфологических наблюдения, а также анализ ДНК, например молекулярного филогенетического анализа8.
В рамках нынешнего метода свежесть образца воды имеет важное значение для успеха. Это лучше изолировать клетки из проб воды как можно скорее после коллекции полей. Хотя клетки Closterium видов (например, C. ehrenbergii, C. peracerosum-strigosum Земляничная комплекс) может быть сохранен в образце воды для примерно 7 d, сохраняя его в 4-8 ° C, желательно изоляция клетки в день из коллекции или на следующий день. Это также важно для удаления любых загрязнений, за исключением клеток-мишеней, таким образом увеличивая количество повторений стиральная (то есть, > 3 x) может предотвратить загрязнение культур микроорганизмов в почве и клетки.
Ограничением этой методики является то, что средства массовой информации культуры, используемые в настоящем Протоколе (CA или кондиционером CA среднего) не всегда подходят для всех спрягать водорослей. В некоторых случаях может потребоваться рассмотреть вопрос об использовании другой среды, а также различные свет и температурных условий. Кроме того как это трудно доказать ли культуры выросла из одной одной ячейки, нужно точно подобрать только 1 клеток при переводе ячейки в пробирке. Таким образом перенос должно быть сделано с новой стекла капиллярные пипетки каждый раз.
Создание клоновых культуры с этой пипетки, мытье метод является методом классической/стандарт и является самым надежным методом для использования изолировать нужные ячейки для исследования. Клоновых культур спрягать водорослей, используемые в многих исследований8,9,10,11 были созданы с использованием нынешнего метода. Это трудно анализировать спрягать водоросли без клоновых культуры. Кроме того в последние годы, de novo весь геном последовательности стал легко получить (например, с помощью программы sequencer Нанопор Миньон), и создание клоновых культуры будет и далее содействовать последовательности de novo . Другими словами этот метод является первым шагом в будущем изучение этих водорослей, чтобы лучше понять их биоразнообразия.
Для того чтобы создать стабильную культуры штамма, необходимо выполнить определенные критические шаги точно в рамках протокола. Наиболее важным шагом является подготовка стеклянные капиллярные пипетки с отверстием оптимального разрешить прохождение только одну ячейку. Диафрагма стеклянные капиллярные пипетки должна быть немного больше, чем длина малой оси клетки интереса. Капиллярные пипетки оптимальное стекло может аспирационная одну ячейку действием капиллярных. Однако если диаметр диафрагмы является слишком большим, капилляр также привлекут в неживые загрязнения материалов или даже () других organism(s), в дополнение к целевой ячейки.
Для получения стекла капиллярные пипетки с оптимальной диафрагмы, необходимо отметить следующие моменты. Во-первых столп пламени должны быть узкими, при нагревании стеклянные капиллярные пипетки. Далее когда потянув пипетка Пастера, он должен быть удален от пламени; в противном случае будет крах отверстие пипетка Пастера.
Оборудование и контейнеры, показано в этом протоколе основные и могут быть изменены. Например с помощью нескольких хорошо пластин вместо часы очки с одной скважиной, мойки клетки можно сделать более эффективным. Кроме того контейнеры можно заменить для других аналогичных. Передавая одну ячейку питательной среды на последнем шаге, клоновые культуры могут быть установлены.
Подготовка стерилизованный контейнер и работающих в капюшоне создаст стерильных штаммов (незагрязненный). Чтобы предотвратить заражение, необходимо повторить шаг Стиральная с свежие аликвоты более чем 3 x. Иногда бактерии также стерилизовать, добавив15антибиотиков.
Этот метод сосредоточена на desmid изоляции (Zygnematales), но, изменив размер проема стеклянные капиллярные Пипетка он может применяться к изоляции разного размера планктона.
Мы благодарим Хисайоши Нозаки (Университет Токио) и Такаси Накада (Университет Кэйо), Юка Онодэра Хасимото (Япония женский университет), Хироюки Sekimoto (Университет Япония женщин). Мы хотим поблагодарить рецензентов для получения их замечаний. Это исследование было поддержано субсидий для научных исследований (№ 26440223 и 15H 04413) из японского общества для содействия развитию науки, Япония и Грант от Фонда развития новых технологий для Yuki Tsuchikane.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильный>Отбор проб | |||
| Планктонный сетка | RIGO, Япония | N-NO380T | Размер ячеи: 32 и микро; m |
| Портативный микроскоп (например, Nature Scope FABRE) | Nikon, Япония | JAN: 4960759 206725 | Увеличение: 20&кратное; |
| Лупа (например, Peak 1985 Система Steinheil Magnifier) | Tohkai Sangyo Co. Ltd., Япония | 1985-20 | Увеличение: 20&кратное; |
| Spuit | EIKEN CHEMICAL CO. LTD. Япония | Стерильный пробирка No4 | |
| 50 мл (центрифужные пробирки 50 мл с завинчивающимися крышками) | Labcon, США | 3181-345-008 | |
| Бутылка (бутылка из поликарбоната 100 мл) | AS ONE Corporation, Япония | 1-7403-01 | |
| 60 мм тарелка | Asahi glass Co. Ltd., Япония | 1010-060 | Для наблюдения за водорослями. 60 мм/необработанная посуда |
| <прочная>Приготовление микропипетки | |||
| Пастеровская пипетка (ватная пробка 9" Пипетки Пастера) | Fisher Scientific, США | 13-678-8B | 7 & раз 225 мм |
| Резиновая колба (SPOID SILICONE, 1 куб. см) | AS ONE Corporation, Япония | 5-5669-01 | 10 & 40 мм |
| Нержавеющие щипцы | AS ONE Corporation, Япония | PT-09 | 110 мм |
| ><Изоляция одиночных клеток | |||
| Стекло для часов (Плата по реакции крови) | Sekiya Rika Co., Ltd, Япония | F14-155-030 | для промывки клеток во время изоляции. Диаметр 22 мм и глубина 1 мм |
| Резьбовые пробирки | Fujimotorika, Co., Ltd, Япония | XX142 | 18 Ø × 170 мм |
| Микроскоп с инвертированным светом | Olympus, Токио, Япония | CKX41N | для изоляции водорослей. |
| Пластиковая тарелка | Asahi glass Co. Ltd., Япония | SH90-15E | 90 & раз; 15 мм |