Method Article
Ice-Cap метод позволяет выращивать растения в 96-луночных планшетах и непагубно урожая корневой ткани друг от рассады. ДНК, извлеченной из этого корня ткани могут быть использованы для генотипирования реакций. Мы обнаружили, что ледяная шапка хорошо работает для Arabidopsis thaliana, Томаты, и рассаду риса.
Это становится общей для завода ученым разработать проекты, которые требуют генотипирование большого числа растений. Первым шагом в любом генотипирования проекта является сбор образца ткани из каждого отдельного растения. Традиционный подход к этой задаче является образцом растения одну за один раз. Если кто-то хочет генотип сотни или тысячи людей, однако, использование этой стратегии приводит к значительному узким местом в генотипирования трубопровода. Ice-Cap метод, который мы описываем здесь обеспечивает высокую пропускную способность решение этой проблемы, позволяя одному ученому собрать ткани от нескольких тысяч саженцев в одном 1,2 дня. Этот уровень пропускной способности стало возможным благодаря тому, что ткань собирают из растений, 96-в-времени, а не один-на-времени.
Ice-Cap метод обеспечивает интегрированную платформу для выполнения рост проростков, ткани урожая, и выделения ДНК. Основой для Ice-Cap является рост seedliNGS в стек пару 96-луночных планшетах. Скважинах верхней пластины содержат разъемы агар питательной среды, на которой отдельные саженцы прорастают. Корни растут вниз через агар СМИ, выход верхней пластины через отверстие, и пройдите в нижнюю пластину, содержащую воду. Для уборки ткани для выделения ДНК, вода в нижней пластины, содержащей корневой ткани быстро замороженных в то время как сеянцы в верхней пластины остаются при комнатной температуре. Верхняя пластина затем очищенные от нижней плиты, уступив одну пластину с 96 корневых образцы тканей замороженной во льду и одну пластину с 96 жизнеспособных сеянцев. Техника под названием "Ice-Кап", поскольку он использует лед, чтобы захватить корневой ткани. 96-луночного планшета содержащие саженцев может, завернутые в фольгу и переданы низкой температуре. Этот процесс приостанавливает дальнейший рост рассады, но не влияет на их жизнеспособность. После анализа генотипа была завершена, саженцы с желаемым генотипом могут быть перенесены из 96-и рпоздно, чтобы почва для дальнейшего размножения. Мы продемонстрировали полезность Ice-Cap метод с использованием Arabidopsis thaliana, помидор и риса саженцы. Мы ожидаем, что метод должен быть применим и к другим видам растений с семенами достаточно небольшим по размеру в лунки 96-луночных планшетах.
1. Подготовка Ice-Cap Плиты Саженец с медиа-агар роста
Расплавленный питательной среды (0,5 Мурасиге и Скуга (MS) базальной смесью соли, 2 мМ Morpholinoethanesulfonic кислоты (MES), 0,6% агар (вес / объем), рН 5,7) разливают в автоклаве Плиты Саженец использованием Диспенсер MicroFill микропланшетов. Один литр СМИ необходимы в 18 Плиты рассады.
2. Сейте семена в Ice-Cap Саженец Плиты и прорастать рассада
Ранее нами было описано полуавтоматические метод для дозирования Arabidopsis семян в Саженец пластины с помощью устройства загрузки семян (2). Хотя это устройство может быть полезно для некоторых партиях семян, мы обнаружили, что изменчивость семян размер отображаемых различных партий семян Arabidopsis пределы общую полезность этого устройства. Мы находимся в процессе разработки альтернативных автоматизированный метод для семенного дозирования, бут в настоящее время мы обнаружили, что наиболее эффективной стратегией для дозирования семян в Саженец пластин для выполнения этого шага вручную, как описано ниже.
3. Передача Саженец Пластины для Ice-Cap фонтан
После Саженец Плиты были под легким в течение четырех дней, передача Саженец Пластины для Ice-Cap фонтан. Для Arabidopsis, саженцы, как правило, остается в фонтан ледяной покров от 10 до 14 дней.
4. Ткань Урожай корневой
Корневые ткани собирают путем замораживания воды в корневой пластины, а затем пилинг Саженец пластины от корневой пластины.
5. Магазин Саженец пластины при низкой температуре в темноте
После ткани урожай, рассаду плиты можно хранить в темном месте при низкой температуре, которая будет поддерживать жизнеспособность рассады в то время как генотип анализ. Саженцы можно хранить при этих температурах в течение нескольких недель без ущерба для жизнеспособности.
6. Выделения ДНК
ДНК подходящим для реакции ПЦР могут быть легко извлечены из образцов корневой ткани. Доходность от общего числа ДНК оправился от Arabidopsis образцов тканей корня ок. 400 нг в среднем 2.
7. Передача Сеянцы с Желаемый Генотип для почвы
Как только генотип завершения анализа, саженцы с желаемым генотипом могут быть переданы от рассадыПластины в почву.
8. Представитель Результаты:
Примером Arabidopsis рассаду выращивают использованием Ice-Cap системы показан на рисунке 4A. Эти саженцы были в Ледовом-Cap фонтана в течение двух недель, когда был сделан снимок, и были готовы к ткани урожая. Корневые ткани из этих же саженец показан на рисунке 4Б. Общее количество ДНК, выделенной из одного образца ткани Arabidopsis корень, как правило, в диапазоне от 100 до 700 нг нг 2. Этот выход расчет основан на использовании только одной порции сырого экстракта корня. Потому что только ок. 10% сырой экстракт корня обычно используется для экстракции ДНК, можно получить значительно больше геномной ДНК для анализа вниз по течению, сохраняя больше сырой экстракт. Общая сумма геномной ДНК, полученные с использованием Ice-Cap процедура достаточно выполнять сотни реакции ПЦР 2.
Рисунок 1: Схема Ice-Cap процесса. ) Саженец пластины, содержащей агар питательной среды, на которой саженцы прорастают. Корни проникают агар и растут вниз, к нижней части пластины. Отверстия в дне скважины пластина запечатаны с клейкой пленки. Б) Саженец Пластина устанавливается на верхней части корневой пластины, содержащей воду и металлическим шариком. Корни выхода отверстия в дне скважины Саженец плиты и растут в лунки корневой пластины. С), деревянных шампура вставляются между пластины рассады и корневой пластины день до сложенных пластин Ice Cap помещаются в термоблока в сухой лед / этанол ванну. D) Как только вода в корневой пластины заморозил твердые, Сеянец пластины очищают от корневой пластины, что дает корневой пластины с 96 образцов тканейи рассады Тарелка с 96 жизнеспособных сеянцев. Деревянные шампуры облегчить разделение двух пластин на этом этапе.
Рисунок 2: Фотографии пластины рассады и корневой пластины. ) Пластины рассады и корневой пластины видны раздельно. Б) Саженец пластины друг на корневой пластины. Стальные шарики используются для выделения ДНК можно увидеть в скважинах корневой пластины. Резинки используются для крепления двух пластин вместе.
Рисунок 3: Ice-Cap фонтана. Ice-Cap фонтана используется для поддержания постоянного уровня воды при точной высоты вершины скважин корневой пластины. Это непрерывная система полива гарантирует, что вода в колодцах корневой пластины не истощаются из-за испарения или испарения. ) Самодельные стойкикоторая поддерживает лист печенья, на которых уложены Ice-Cap Плиты сидеть. Б) крупным планом одного из 1 "орехи, которые предоставляет средства благодаря настройке уровня для выпечки так, чтобы одинаковую глубину воды достигается по всей поверхности фонтана. C) Это изображение показывает все детали, необходимые для построения самодельные стойки для Ice-Cap фонтана. D) собрал Ice-Cap фонтана. погружной насос фонтана постоянно перемещает воду из нижнего резервуара для выпечки, которая покоится на вершине самодельных стойку. подпружиненный зажим используется для присоединения шланга к краю лист печенья.
Рисунок 4: Arabidopsis рассаду выращивают использованием Ice-Cap процесса. ) Вид сверху смотрит вниз на две скважины Саженец плиты. Каждая лунка содержит Arabidopsis рассады. В) Вид сбоку двух скважин корневой пластины. Корни можно увидеть скручиваниевокруг внутренней поверхности скважины. Саженцы в этой картине была в Ледовом-Cap Фонтан для ок. две недели, и находятся на стадии роста, где ткань урожая, как правило, выполняется.
Ice-Cap метод, представленный здесь позволяет ученым собирать образцы тканей из сотен или даже тысяч отдельных растений в течение одного дня и эффективно извлекать геномной ДНК из этих образцов для использования в генотипирования реакций. Давая отдельного ученого способность генотипа тысяч саженцев в течение короткого периода времени, Ice-Cap метод имеет потенциал, чтобы облегчить количество генетических экспериментов, которые иначе не могли бы быть практичным для выполнения. Некоторые примеры приведены ниже.
Идея iTILLING является производство эфемерные мутант населения, которое резко контрастирует с прочным мутантных популяций создан для традиционной вспашки проектов. Для iTILLING, семена из наливных М2 населения высевают в 50 до 100 блоков Ice Cap, и ДНК извлекали с помощью Ice-Cap метод. Arabidopsis рассаду помещают при температуре 4 ° С, а мутация скрининг проводится с использованием Ice-Cap ДНК Готовые. Томатный саженцы хранятся при температуре 12 ° С.. Как только сеянцы проведения желаемой мутации были идентифицированы, они оправились от Ice-Cap плит и передано в почву. iTILLING не предназначен для обеспечения длительного мутант населения за весь научно-исследовательского сообщества экране. Вместо этого, iTILLING обеспечивает стратегию, котораяодин ученый не может экрана пользовательского мутант населения за мутации в нескольких генах быстро, эффективно, и при относительно низких затратах.
Мы обнаружили, Ice-Cap быть эффективным методом для выращивания и генотипирования Arabidopsis, помидор, и рис. Мы ожидаем, что другие виды растений также должны поддаваться Ice-Кап. Одно из ограничений на различные виды, которые могут быть размещены на Ice-Cap является размер семян. Только растения с семенами достаточно небольшим по размеру в лунки 96-луночного планшета будут совместимы с ледяная шапка в ее нынешней конфигурации.
Нет конфликта интересов объявлены.
Эта работа финансировалась за счет гранта Национального научного фонда (грант № MCB-0447750).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Название реагента | Компания | Номер по каталогу | Комментарии (необязательно) |
GenoGrinder | Spex / CertiPrep, Metuchen, Нью-Джерси | 2000 Гено / Grinder | Машина для встряхивания корневой пластины для выделения ДНК |
ABgene Термо-Sealer | ABgene США | AB-0384 | Руководство заварены машина используется для корневой пластины до ткани нарушения |
Центрифуга оснащена размахивая носителей микропланшетов | Beckman Coulter | Allegra 25R | Любая центрифуга с качающимися носителей планшет был бы подходящим |
MicroFill микропланшетов Диспенсер | Biotek www.biotek.com | AF1000A | Автоматизированная жидкости дозатор для заполнения микропланшетов |
Bialetti бренда17x11 дюймовый коммерческий большой лист печенья | Целевая универмаг | www.bialetti.com | Этот специфический для выпечки имеет идеальную глубину Ice-Cap |
Сшитое Металл стойку | Хозяйственном магазине | См. текст для полного описания | |
33 литров ящик для хранения пластиковых | Целевая универмаг | Sterilite Марка | Для Ice-Cap фонтана. Пластиковый ящик для хранения достаточно большой для хранения 17x11 дюймовый лист печенья |
30 литров в час насос фонтана | Sunterra | 104506 | Малый фонтан погружных насосов доступны в магазинах сада питания |
Шланг для фонтана насос | Любая компания, лаборатории питания | Шланг совместимы с фонтаном насоса | |
Пластиковый зажим | Хозяйственном магазине | Зажим держать шланг, чтобы печеньелист | |
Прозрачная пластиковая крышка от Сокола Микротест плоское дно 96-луночных полистирола | BD Сокол www.bdbiosciences.com | 351172 | Прозрачная пластиковая крышка для покрытия Ice-Cap Плиты рассады |
3M микропоры хирургической лентой | Fisher Scientific | 19-027-761 | |
3/32-inch диаметра из нержавеющей стальных шариков | Хартфорд технологий, Роки-Хилл, штат Коннектикут | 034-006-1K | Используется для нарушать корневой ткани после сбора урожая |
3-дюймовый Резинки волос | Местном продуктовом магазине | Используется для крепления корневой пластины для рассады пластины | |
Диаметром 4 мм, деревянные шампуры | Местном продуктовом магазине | Эти шампуры, как правило, используется для подготовки kabobs | |
Fisher Scientific Nunc бренда, 1-мл фильтр пластины без фритты | Fisher Scientific | 278012 | 96-луночного Саженец пластин с отверстиями в дне. |
Fisherbrand 96-Ну Талл-Дымоход ПЦР пластины | Fisher Scientific | 14-230-242 | 96-луночных корневой |
Агар - культура клеток испытания | Sigma-Aldrich | A1296 | |
4-Morpholinoethanesulfonic кислоты (MES) | Sigma-Aldrich | M2933 | |
Мурасиге и Скуга (MS) базальной смесью соли | Sigma-Aldrich | М-5524 | |
Легкое тепло Пил уплотнения фольги | ABgene США | AB-0745 | Тепло герметизирующая пленка для герметизации корневого пластины до ткани нарушения |
Duck Марка Очень широкие ленты Упаковка, 3,00 "х 54,6 ярдов | OfficeMax www.officemax.com | Пункт нет. 21242139 | Скотчдля герметизации планшеты, содержащие ДНК экстракты для хранения |
Уплотнительная роликовые | Bio-Rad | MSR-0001 | Ручной инструмент для прокатки нажатием клейкой лентой уплотнения на микропланшетов |
96-луночного металла тепловой блок | Коул-Parmer | 36400-66 | Используется для заморозки корневой пластины для ткани урожая |
Ватман Фильтровальная бумага | Ватман Международного | 1002 090 | Используется для поверхностной стерилизации семян |
Одноразовые пипетки Пастера | Fisher Scientific | 13-678-6A | 5 ¾ "одноразовые пипетки Пастера, используемые для перемещения семян на рассаду пластины |
Pyrex для выпечки (20 см х 30 см) | Целевая универмаг | Используется для построения сухой лед / этанол ванну. |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены