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방법 논문

Aspergillus flavus 성장 및 유전자 변형 옥수수 표현 Lablab purpureus L.에서에서 α-아 밀라 아 제 억제제에서 아플 라 톡 신 생산의 억제

9.9K 조회수

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DOI:

10.3791/59169

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2019년 2월 15일

 ,  ,  ,  , 

이 논문에서

요약

여기 선물이 분석 Aspergillus flavus 성장과 아플 라 톡 신 생산 옥수수 커널에서 항진균 단백질을 표현 하는 프로토콜.  우리는 감염 및 실시간으로 성숙한 커널에 곰 팡이의 확산을 모니터링 GFP 표현 A. flavus 긴장을 사용 하 여. 분석 결과 신속 하 고 신뢰할 수 있는, 재현.

초록

아플 라 톡 신 오염 식품 및 사료 작물은 전세계 주요 도전 이다. Aflatoxins, Aspergillus flavus (A. flavus) 균에 의해 생산은 실질적으로 옥수수와 인간과 동물 건강에 심각한 위협이 포즈 외 땅콩 같은 다른 기름 풍부한 작물 자르기 값을 줄일 수 있는 강력한 발암 물질. 전통적인 번 식, 저항 관련 된 단백질과 RNA 간섭 (RNAi)의 유전자 변형 식을 포함 하 여 다른 접근-호스트 유도 유전자 침묵의 중요 한 A. flavus 기반 유전자 대상, 평가 되 고 증가 하 아플 라 톡 신 취약 작물에 저항입니다. 과거 연구 A. flavus pathogenesis 및 아플 라 톡 신 생산,이 유전자/효소 제안에 α-아 밀라 아 제의 중요 한 역할은 A. flavus 성장과 아플 라 톡 신 생산을 줄이기 위해 잠재적인 대상으로 나타났습니다. 이와 관련, 현재 연구 A. flavus에 대 한 옥수수에 Lablab purpureus L. α-아 밀라 아 제 억제제와 같은 단백질 (AILP)의 (제정 CaMV 35S 발기인 통제) 분리 식 평가에 착수 했다. AILP A. flavus α-아 밀라 제 효소의 경쟁적 억제제 이며 콩 공통 lectin-arcelin-α-아 밀라 아 제 억제 물 단백질 가족에 속하는 36 kDa 단백질 이다. 현재 작업 전에 생체 외에서 연구 A. flavus α-아 밀라 제 활동 및 곰 팡이 성장 억제에 AILP의 역할을 시연 했다. 곰 팡이 성장 및 성숙한 커널에서 아플 라 톡 신 생산 GFP 표현 A. flavus 긴장을 사용 하 여 실시간으로에서 감시 되었다. 이 커널 분석 (KSA) 상영은 매우 간단 합니다을 설정 하 고 germplasm 및 유전자 변형 라인의 평가 대 한 감염 및 측정할 수 있는 확산의 범위에 안정적이 고 재현 가능한 데이터를 제공 합니다. GFP 긴장에서 형광 곰 팡이를 밀접 하 게 연관 된 성장 이며, 확장 하 여, 그것은 아플 라 톡 신 값을 잘 상관.  현재 작업의 목표는 아플 라 톡 신 저항을 증가 하는 옥수수 처럼 상업적으로 중요 한 작물에서이 이전 지식을 구현 했다. 우리의 결과 표현 하는 AILP 유전자 변형 옥수수 알갱이, 차례 차례로, 아플 라 톡 신 레벨 62%-88% 감소에 번역에 A. flavus 성장에 35%-72% 감소를 보여 줍니다.

서론

Aspergillus, 강했다 Fusarium, 푸른 곰 팡이, 곰 팡이 속으로 mycotoxin 오염 식품의 중요 한 문제 이며, 사료 작물 재배 전세계1,2,3. 이러한 phytopathogenic 버섯 중 Aspergillus 자르기 값과 인간과 동물 건강에 가장 불리 한 충격이 있다. Aspergillus flavus (A. flavus)은 옥수수, 면 실 등 땅콩 기름 풍부한 작물을 감염 하 고 수많은 독성 2 차 대사 산물 (SMs) 뿐만 아니라 강력한 발암 물질, aflatoxins, 생성 한 기회주의적 식물 병원 체 이다. 옥수수는 중요 한 음식 및 전세계 재배 작물을 먹이 이며 A. flavus에의해 오염에 매우 쉽습니다. 아플 라 톡 신 오염에의 경제적 영향을 잃고 및 옥수수에 감소 값으로 686.6 백만 달러/년 미국2 예측 변화 글로벌 기후에, aflatoxins의 영향으로 옥수수에 큰 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 평가 높은 1.....

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프로토콜

1. 플라스 미드 구조와 옥수수 변환

  1. PCR 증폭 Lablab AILP 5'-TATCTAGAACTAGTGATTACCATGGCTCC-3 '와 5'-ATACTGCAGGATTGCATGCAGAGTAGTACTG-3' 뇌관을 사용 하 여 삽입. PCR 조건 포함 30 98 ° C에 초기 변성 단계 s (1 단계), 뒤에 98 ° C 10에서 변성 s (2 단계), 55 ° C 30에서 어 닐 링 s (3 단계), 신장 20 72 ° C에서 s (4 단계), 4 단계로 2 단계 31 주기 그리고 내가 및 Pst최종 신장 5 분 수정된 pCAMBIA 1300으로 PCR 제품 벡터 Xba를 사용 하 여 복제를 위한 72 ° C에 단계 나 제한 사이트. 방향 벡터에서 복제 한 AILP 유전자의 순서를 확인 하는 최종 공장 대상 벡터 시퀀스입니다.
  2. 앞서 설명한 16 Agrobacterium 스트레인 EHA101 최종 벡터 구조 (그림 1)으로 변환 합니다.
  3. 사용 변형 Agrobacterium 최종 공장 대상 벡터 포함 된 미 숙 옥수수 (지 시 메이 스....

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결과

옥수수 변환 및 유전자 변형 식물의 분자 검사

옥수수이 II 라인의 미 성숙한 배아 최종 공장 대상 벡터 CaMV 35S 의 통제 Lablab purpureus AILP 유전자 표현 포함 Agrobacterium tumefaciens EHA101 긴장을 사용 하 여 변형 되었다 발기인입니다. 5 독립적으로 변형 된 옥수수 라인 후속 연구에 대 한 t 6 세대에 전진 되었다. 유전자 변형 옥수수 식물 훨씬 작고 덜 활발 했지만 isogenic 부정적인 제어 식물에 비해 다른 이상이 나타나지 않았다. 대상 AILP 유전자의 PCR 증폭 제어 식물 (그림 4A)에 비해 유전자 변형 옥수수 줄에서 서만 관찰 .......

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토론

병원 균과 해충 농업 작물에서 수확량 손실 글로벌 문제20이다. 현재, 합성 살 균 제와 살충제의 응용 프로그램 제어 식물 병원 균과 해충에 대 한 주된 수단 이지만 이러한 바이오 식품 및 사료의 잔류 독성21인간과 동물 건강 심각한 위협을 제기할 수 있다. 식품 및 사료 작물 옥수수의 경제 중요성, 고려에 감소 또는 아플 라 톡 신 오염 제거 가장 중요2,,322입니다. 취약 품종으로 내성 유전자 introgression 통해 기존의 사육은 시간이 걸리는 프로세스와 같은 저항 아니다 항상 안정 된 아플 라 톡 신 저항 이다 polygenic 특색 및 참여 유전자의 표현을 크게 다 함께 환경 매개 변수4의 변화. 대체 방법은 증가 및 호.......

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공개 사항

저자는 전혀 충돌의 관심이 없다.

감사의 글

우리는 데이비드 Meints, 알칸사 스의 대학 초기 세대 중 유전자 변형 옥수수를 분석에 그의 원조에 대 한 감사 합니다. 이 작품 미국 농 무부-ARS 크리스틴 프로젝트 6054-42000-025-00D의 재정 지원을 받았다. 상호 또는이 문서에서 상용 제품의 언급만을 목적으로 특정 정보를 제공 하 고 미국 농 무부에 의해 승인 또는 추천을 의미 하지는 않습니다. 미국 농 무부-ARS의 동등한 고용 기회 (EEO) 정책 모든 사람을 위한 기회 균등을 명령 하 고 기관의 인사 정책, 관행 및 작업의 모든 측면에서 차별 금지.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
AgarCaisson
놀라운 해양 구프절충주의 제품
C1000 터치 CFX96 실시간 시스템Bio-Rad
Corning  팔콘 조직 배양 접시, 60mmFisher Scientific08-772F
Eppendorf  5424 마이크로 원심분리기Fisher Scientific
삼각 플라스크(스토퍼 포함), 50mL에이스 글래스6999-10
에탄올
FluoroQuant AflaRomer LabsCOKFA1010
플루티드 정성 여과지 원형, 15cmFisher Scientific09-790-14E
포스 에어 오븐VWR
FQ-ReaderRomer LabsEQFFM3010
Geno/Grinder 2010OPS DiagnosticsSP 2010-115
Improved PolyVinylAlcohol 유기 용매 저항 장갑Ansell012-15-554
Innova 44 Incubator ShakerBrunswick Scientific
iScript cDNA 합성 키트Bio-Rad1708890
액체 질소
낮은 형태의 그리핀 비커, 100 mLDKW Life Sciences14000-100
메탄올
메틸렌 클로라이드
Nexttec 식물용 1단계 DNA 분리 키트NikonDS-Qi1
Nikon Eclipse E600 현미경
C-HGFI Episcopic Illuminator 및 Andor Zyla 4.2 sCMOS 카메라가 있는 Nikon SMZ25 실체 현미경Nikon
Nunc Square BioAssay DishesThermoFisher Scientific240835
Phire Plant Direct PCR KitThermoFisher ScientificF130WH
폴리카보네이트 바이알, 15mlOPS 진단PCRV 15-100-23
감자 포도당 수프
스냅 캡, 22mmDKW Life Sciences242612
인산나트륨 이염기성 헵타하이드레이트시그마-알드리치
인산나트륨 단일염기성 시그마-알드리치
스펙트럼 플랜트 총 RNA 키트시그마-알드리치STRN50
스테인리스강 그라인딩 볼, 3/8''OPS 진단GBSS 375-1000-02
교반 플레이트
시너지 4 형광계Biotek
T100 열 순환기,Bio-Rad
Triton X-100Sigma-AldrichT-9284
V8 주스Campbell's
Whatman 정성 등급 일반 시트, 3등급피셔 사이언티픽09-820P
손목 액션 셰이커버렐 사이언티픽
카메라가 장착된 Nexttec 47N

참고문헌

  1. Ismaiel, A., Papenbrock, J. Mycotoxins: Producing fungi and mechanisms of phytotoxicity. Agriculture. 5 (3), 492-537 (2015).
  2. Mitchell, N., Bowers, E., Hurburgh, C., Wu, F. Potential economic losses to the USA corn industry from aflatoxin contaminati....

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