כרומוזום מהיר האוויר יבש השמטת הכנת שיטה מתאימה לדגים בצמחים

Summary

A protocol is described for the preparation of high-quality mitotic plant chromosome spreads by a fast air-dry dropping method suitable for the FISH detection of single and high copy DNA probes.

Abstract

הכנת ממרחי כרומוזום היא תנאי הכרחי לביצוע המוצלח של הקרינה הכלאה באתר (דגים). הכנת ממרחי כרומוזום צמח באיכות גבוהה היא מאתגרת בשל קיר התא הנוקשה. אחת השיטות שאושרו להכנה של כרומוזומים מפעל הוא הכנת ירידה כביכול, הידוע גם בהפצה-טיפה או טכניקת אוויר ייבוש. כאן, אנו מציגים פרוטוקול להכנה המהיר של כרומוזום mitotic מתפשט מתאים לזיהוי הדגים של בדיקות DNA עותק יחידים וגבוהות. שיטה זו היא גרסה משופרת של שיטת טיפת האוויר יבש מבוצעת בלחות היחסית של 50% -55%. פרוטוקול זה כולל מספר מופחת של שלבי כביסה עושים יישומה קל, יעיל ושחזור. יתרונות ברורים של גישה זו הם גם התפשטות, כרומוזומים metaphase ניזוק ורבים המשרתים כתנאי מושלמים לניתוח FISH מוצלח. שימוש בפרוטוקול זה השגנו כרום באיכות גבוההosome ממרחים ותוצאות FISH לשחזור לvulgare Hordeum, bulbosum ח ', ח' marinum, murinum ח ', ח' וpubiflorum cereale Secale.

Introduction

הקרינה הכלאה באתר (דגים) היא כלי יעיל למיפוי הפיזי של רצפי עותק יחידים וגבוהים ברמת כרומוזומליות. התנאי המוקדם הוא הכנת ממרחי כרומוזום באיכות גבוהה. אין פרוטוקול הכנת כרומוזום כללי שיהיה פחות מתאים לתאים של בעלי חיים וצמחים. הכנה של כרומוזומים צמח היא מאתגרת במיוחד בשל הקיר הנוקשה תא ועקביות ציטופלסמה שונות במינים שונים. אחת השיטות הטובות להכנה של כרומוזומים צמח הוא טכניקת ירידה כביכול הידוע גם בטכניקה מתפשט שחררה ^ו1,2 טכניקת אוויר ייבוש. שיטה זו הוצגה לראשונה בשנת 1958 על ידי Rothfels וSiminovitch במבחנה תאי יונקים גדלו ^3. מאוחר יותר מרטין et al. ⁴ וקאטו et al. ⁵ מותאם שיטה זו לצמחים.

לאחרונה, 'SteamDrop שיטה בשם &# 39; פותח אשר משמש קיטור מים להכנה של כרומוזומים שאינם חופף ^6. אמנם, ההשפעה החיובית של לחות גבוהה נצפתה קודם לכן ^7, 'SteamDrop' מספק זרימת עבודה מבוקרת של הכנות כרומוזום באיכות גבוהה ^6. טיפול הקיטור גורם מתיחה של כרומוזומים כנראה קשורים לכמה שינויים של חלבוני כרומוזומליות. איכות וכתוצאה מכך מתפשט metaphase היא גבוהה מאוד, אם כי התמך של מספר המספיק של metaphase המלא מתפשט לניסויי דגים שלאחר מכן דורשים מומחיות טכנית.

כאן אנו מציגים פרוטוקול להכנת כרומוזומים דגני mitotic המתאימים לזיהוי הדגים של בדיקות יחידים וגבוה עותק ^5,8. שיטה זו היא גרסה משופרת של שיטת שחרור האוויר יבש שתוארה על ידי קאטו ⁹ מבוצעים בלחות היחסית של 50% -55% (איור 1). פרוטוקול זה כולל מספר מופחתצעדי כביסה עושים יישומה קל, יעיל ושחזור. שימוש בפרוטוקול זה השגנו מרווחי כרומוזום באיכות גבוהה ותוצאות דגים לvulgare Hordeum, bulbosum ח ', ח' marinum, murinum ח ', ח' וpubiflorum cereale Secale.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

1. הכנת כרומוזום

1. נביטת זרעים וקיבעון של טיפים שורש
   1. לנבוט זרעי שעורה 10-20 בשתי שכבות של נייר סינון לח בצלחת פטרי בתנאים חשוכים במשך 2 ימים ב22-24 מעלות צלזיוס. חותך את שורשים נמרצים עם האורך של 1-2 סנטימטר מהזרע באמצעות סכין גילוח.
   2. הכן מים קרים כקרח על ידי הצבת בקבוק זכוכית 500 מיליליטר המכיל מים ברז קר לקרח מים מרוסקים. לאוורר את המים קרים כקרח ולטבול טיפים שורש במשך 20 שעות כדי להגביר את התדירות של תאי metaphase.
   3. העבר את השורשים ממים 50 מיליליטר של אתנול: חומצה אצטית (3: 1) מקבע לתקן אותם על RT עבור 2 ימים. שורשי חנות באתנול מוכן טרי: חומצה אצטית (3: 1) מקבע על 4 מעלות צלזיוס עד לשימוש עד שנה.
2. טיפול כביסה ואנזים
   1. לשטוף את השורשים 10-20 במים ברז קר כקרח 30 מיליליטר במשך 5 דקות פעמיים באמצעות כוס זכוכית 50 מיליליטר. השתמש במיקרוסקופ דו עיני. העבר את שורשים אחד אחד לתוך30 מיליליטר 0.01 מאגר M ציטרט (0.01 חומצת לימון + M 0.01 M נתרן ציטרט, pH 4.8) באמצעות מלקחיים ולשטוף ידי טלטול כוס הזכוכית למשך 5 דקות פעמיים. מניחים על נייר שורשי מסנן כדי להסיר את הנוזל לחלוטין ובאמצעות סכין גילוח לחתוך את הרקמה שאינה meristematic לא רצויה.
   2. דגירה עד 20 טיפים שורש בתערובת אנזים 1 מיליליטר ב 37 מעלות צלזיוס במשך כ -50 דקות כדי לרכך את רקמות הצמח (טבלה 1) בזכוכית שעון. תערובת אנזים מכילה 0.7% R10 cellulase, cellulase 0.7%, pectolyase 1% וcytohelicase 1% בדילול מלא 0.01 M חיץ ציטרט. אחסן את תערובת האנזים ב -20 ° C ושימוש חוזר עד חמש פעמים.
   3. הסר את האנזים על ידי pipetting ולשטוף את הטיפים שורש על קרח עם 5 מיליליטר 0.01 M חיץ ציטראט פעמיים כדי להחליף את האנזים שיורית.
3. שריית שורש
   1. טיפים שורש לשטוף עם 1 מיליליטר אתנול 96% פעמיים בזהירות באותו זכוכית השעון. החלף אתנול עם מקבע (75% חומצה אצטית: 25% אתנול) מוכן טרי. השתמש 10-15מקבע μl לקצה שורש.
   2. טיפים העברת שורש יחד עם מקבע לתוך צינור 2 מיליליטר וmeristems השורש להתפורר עם מחט לנתח או מלקחיים. הקש הצינור 20 פעמים מחדש להשעות תאים להשיג השעיה תא. אחסן את ההשעיה התא בC עד -20 ° עד חודשים.
4. שחרור של ההשעיה התא
   1. מניחים 2-3 שכבות של רקמת נייר ספוג מים על פלטה חשמלית על 50 מעלות צלזיוס. לטבול את השקופיות מיקרוסקופיות במים ברז קר כקרח במקרר למשך 30 דקות. ומקום מחליק על גבי רקמת נייר הלחה.
   2. פיפטה 7-10 μl של השעיה תא ושחרר אותו ממרחק של 20 סנטימטרים לשקופית מקוררת מונחת על הצלחת החמה. פיפטה 10 μl של תערובת חומצה אצטית-אתנול באותו המקום כמו השעיה תא בשקופית ולשמור את השקופית על הצלחת החמה למשך 2 דקות נוספות. מניחים את השקף על הצלחת החמה ללא רקמות הרטובות ולתת לו להתייבש במשך 1 דקות.
5. בקרת איכות וstoragדואר של שקופיות
   1. בדקו שקופיות באמצעות מיקרוסקופ שלב בניגוד לשליטה באיכות התפשטות כרומוזום. השתמש בשקופיות או באותו היום או בחנות על ידי טבילה ב -96% אתנול בצנצנת Coplin ב -20 ° C.
6. טיפול מקדים של שקופיות לפני FISH; כל הצעדים נעשים בRT
   1. מגלשות מקום בצנצנת Coplin המכילה 50 מיליליטר של 2x SSC (20x SSC מכיל 3 M NaCl ו -300 ציטראט Trisodium מ"מ) במשך 5 דקות. בעזרת מלקחיים, שקופיות העברה לצנצנת Coplin המכילה 50 מיליליטר של 45% חומצה אצטית עבור 3-10 דקות.
   2. העברת שקופיות לצנצנת Coplin המכילה 50 מיליליטר של 2x SSC במשך 10 דקות. העברת שקופיות לצנצנת Coplin המכילה 50 מיליליטר של פורמלדהיד 4% (ב2x SSC) ושקופיות לטבול במשך 10 דקות לתקן כרומוזומים.
   3. הסר פורמלדהיד על ידי שטיפת השקופיות 3 פעמים במשך 4 דקות כל אחד, בצנצנת Coplin המכילה 50 מיליליטר 2x SSC. מייבשים שקופיות בצנצנת Coplin למשך 2 דקות בסדרה של 70%, 90% ו 100% אתנול, בהתאמה ומגלשות יבשות באנכימַצָב.

2. פלורסנט באתרו הכלאה (דגים)

1. עבור כל שקופית, להכין פתרון הכלאה של 20 μl בסך הכל משתמש 10 μl של פוראמיד deionized, 5 μl של חיץ הכלאת 4x (200 חיץ μl מכיל 80 μl 20x SSC, 8 μl 1 M טריס- HCl pH 8.0, 1.6 μl 0.5 M EDTA, 11.2 μl 10 מיקרוגרם / μl זרע סלמון וללא מים DNase 99.2 μl), 3 μl של החללית ו -2 μl מים ללא DNase.
2. הוסף 20 μl של פתרון הכלאה לכל שקופית וכיסוי עם כיסוי להחליק 24 x 32 מ"מ ולעצור את הכיסוי להחליק עם מלט גומי. לפגל שקופיות עם בדיקות בו זמנית על 80 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות על פלטה חשמלית.
3. העברת שקופיות לחדר לח ודגירת שקופיות ב 37 מעלות CO / אור הימנעות N. הסר התלושים לכסות על ידי שטיפת השקופיות בצנצנת Coplin עם 2x SSC. מגלשות מקום בצנצנת Coplin המכילה 55-60 מעלות צלזיוס 2x SSC ודגירה של 20 דקות.
4. מניחים את השקופיות ל2x SSC בצנצנת Coplin למשך 2 דקות על RT. מייבשים שקופיות בצנצנת Coplin למשך 2 דקות בסדרה של 70%, 90% ו 100% אתנול, בהתאמה.
5. אוויר יבש השקופיות וcounterstain עם 1 מיקרוגרם / מיליליטר 4 ', 6-diamidino-2-phenylindoline (DAPI) בantifade הרכבה בינוני, להימנע מאור חזק.

3. מיקרוסקופי ניתוח ואחסון

1. לנתח את השקופיות באמצעות מיקרוסקופ epifluorescence. הבחירה של מסנן תלוי בfluorochrome משמש לתיוג בדיקה. במידת צורך, שקופיות חנות ב 4 ° C בתנאים חשוכים עד שנה.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

שקופיות מיקרוסקופיות עם ממרחי metaphase mitotic הוכנו על ידי השיטה מהירה האוויר יבש כרומוזום שחרור ההכנה שתוארה לעיל (Suppl. איור 1). ניתוח FISH בוצע באמצעות שני, רצפים חוזרים ועותק יחיד. תמונות התקבלו על ידי מיקרוסקופ epifluorescence עם סט של מסננים מאפשרים עירור של fluorophores המתא?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

ניסוי הכנת כרומוזום בוצע באמצעות שורשים צעירים של דגנים השייכת למשפחת הדשא (Poaceae). כל המינים ניתחו 14 כרומוזומים mitotic הארוך יחסית metaphase (11-15 מיקרומטר) בסט הגנום דיפלואידי ושייכים למינים גדול הגנום (5.1-7.9 GBP).

אורך של שורשים מונבטים לא ה...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Hot Plate	MEDAX GmbH	12603
Cellulase R10	Duchefa	C8001
Cellulase	CalBioChem	219466
Pectolyase	Sigma	P3026
Cytohelicase	Sigma	C8274
Texas Red-12-dUTP	Invitrogen	C3176	direct fluorochrome
Fluor488-5-dUTP	Invitrogen	C11397	direct fluorochrome
Fluorecsence microscope	Olympus BX61	BX61
CCD camera	Orca ER, Hamamatsu	C10600
4’,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)	Vector Laboratories	H-1200	fluorecsent dye