Name: detection of phytophthora capsici in irrigation water using loop-mediated isothermal amplification
Uploaded: 2020-06-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detection of Phytophthora capsici in Irrigation Water using Loop-Mediated Isothermal Amplification at JoVE.com

Este trabajo recibió el apoyo financiero del proyecto de la Comisión de Productos Básicos de Georgia para Hortalizas, ID, FP00016659. Los autores agradecen a la Dra. Pingsheng Ji, Universidad de Georgia y Dra. Anne Dorrance, Universidad Estatal de Ohio por proporcionar culturas puras de Phytophthora spp. También agradecemos a Li Wang y Deloris Veney por su asistencia técnica durante todo el estudio.

1. Detección in situ de Phytophthora capsici del agua de riego utilizando amplificación isotérmica mediada por bucle portátil
<ol><li>Configuración de la bomba y el filtro<ol>
<li>Coloque un matraz filtrante en un tubo que esté conectado a una bomba de mano para que cuando se active la bomba, se extraiga aire a través de la boca del matraz de filtrado.</li>
		<li>Coloque el embudo Buchner en el tapón de goma en la boca del matraz filtrante y coloque la pieza de papel de filtro del tamaño adecuado en e...

<ol>
	<li>Hong, C., Moorman, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+pathogens+in+irrigation+water:+challenges+and+opportunities.">Plant pathogens in irrigation water: challenges and opportunities.</a> Critical Reviews in Plant Sciences. 24 (3), 189-208 (2005).</li><li>Malkawi, H. I., Mohammad, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiology,+Genetics,+Morphology,+&amp;+Microorganisms,+E.+o.+Survival+and+accumulation+of+microorganisms+in+soils+irrigated+with+secondary+treated+wastewater.">Physiology, Genetics, Morphology, &amp; Microorganisms, E. o. Survival and accumulation of microorganisms in soils irrigated with secondary treated wastewater.</a> Journal of Basic Microbiology. 43 (1), 47-55 (2003).</li><li>Bush, E. A., Hong, C., Stromberg, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluctuations+of+Phytophthora+and+Pythium+spp.+in+components+of+a+recycling+irrigation+system.">Fluctuations of Phytophthora and Pythium spp. in components of a recycling irrigation system.</a> Plant Disease. 87 (12), 1500-1506 (2003).</li><li>Ghimire, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+and+diversity+of+Phytophthora+species+in+nursery+irrigation+reservoir+adopting+water+recycling+system+during+winter+months.">Distribution and diversity of Phytophthora species in nursery irrigation reservoir adopting water recycling system during winter months.</a> Journal of Phytopathology. 159 (11-12), 713-719 (2011).</li><li>Hausbeck, M. K., Lamour, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phytophthora+capsici+on+vegetable+crops:+research+progress+and+management+challenges.">Phytophthora capsici on vegetable crops: research progress and management challenges.</a> Plant Disease. 88 (12), 1292-1303 (2004).</li><li>Gevens, A., Donahoo, R., Lamour, K., Hausbeck, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Phytophthora+capsici+from+Michigan+surface+irrigation+water.">Characterization of Phytophthora capsici from Michigan surface irrigation water.</a> Phytopathology. 97 (4), 421-428 (2007).</li><li>Thomson, S., Allen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occurrence+of+Phytophthora+species+and+other+potential+plant+pathogens+in+recycled+irrigation+water.">Occurrence of Phytophthora species and other potential plant pathogens in recycled irrigation water.</a> Plant Disease Reporter. 58 (10), 945-949 (1974).</li><li>Lamour, K. H., Stam, R., Jupe, J., Huitema, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+oomycete+broad-host-range+pathogen+Phytophthora+capsici.">The oomycete broad-host-range pathogen Phytophthora capsici.</a> Journal of Molecular Plant Pathology. 13 (4), 329-337 (2012).</li><li>Sanogo, S., Ji, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+management+in+relation+to+control+of+Phytophthora+capsici+in+vegetable+crops.">Water management in relation to control of Phytophthora capsici in vegetable crops.</a> Agricultural Water Management. 129, 113-119 (2013).</li><li>Zhang, Z., Li, Y., Fan, H., Wang, Y., Zheng, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+detection+of+Phytophthora+capsici+in+infected+plant+tissues,+soil+and+water.">Molecular detection of Phytophthora capsici in infected plant tissues, soil and water.</a> Plant Pathology. 55 (6), 770-775 (2006).</li><li>Trout, C., Ristaino, J., Madritch, M., Wangsomboondee, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+detection+of+Phytophthora+infestans+in+late+blight-infected+potato+and+tomato+using+PCR.">Rapid detection of Phytophthora infestans in late blight-infected potato and tomato using PCR.</a> Plant Disease. 81 (9), 1042-1048 (1997).</li><li>Sankaran, S., Mishra, A., Ehsani, R., Davis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+advanced+techniques+for+detecting+plant+diseases.">A review of advanced techniques for detecting plant diseases.</a> Commputers and Electronics in Agriculture. 72 (1), 1-13 (2010).</li><li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+improved+isolation+approach+and+simple+sequence+repeat+markers+to+characterize+Phytophthora+capsici+populations+in+irrigation+ponds+in+southern+Georgia.">Development of an improved isolation approach and simple sequence repeat markers to characterize Phytophthora capsici populations in irrigation ponds in southern Georgia.</a> Applied and Environmental Microbiology. 75 (17), 5467-5473 (2009).</li><li>Ali-Shtayeh, M., MacDonald, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occurrence+of+Phytophthora+species+in+irrigation+water+in+the+Nablus+area+(West+Bank+of+Jordan).">Occurrence of Phytophthora species in irrigation water in the Nablus area (West Bank of Jordan).</a> Phytopathologia Mediterranea. , 143-150 (1991).</li><li>Pringsh, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+serological+and+culture+plate+methods+for+detecting+species+of+Phytophthora,+Pythium,+and+Rhizoctonia+in+ornamental+plants.">Comparison of serological and culture plate methods for detecting species of Phytophthora, Pythium, and Rhizoctonia in ornamental plants.</a> Plant Disease. 74 (9), 655 (1990).</li><li>Stewart-Wade, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+pathogens+in+recycled+irrigation+water+in+commercial+plant+nurseries+and+greenhouses:+their+detection+and+management.">Plant pathogens in recycled irrigation water in commercial plant nurseries and greenhouses: their detection and management.</a> Irrigation Science. 29 (4), 267-297 (2011).</li><li>Aragaki, M., Uchida, J. 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K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+and+simple+DNA+extraction+method+for+the+detection+of+enterotoxigenic+Staphylococcus+aureus+directly+from+food+samples:+comparison+of+PCR+and+LAMP+methods.">Rapid and simple DNA extraction method for the detection of enterotoxigenic Staphylococcus aureus directly from food samples: comparison of PCR and LAMP methods.</a> Journal of Applied Microbiology. 113 (1), 106-113 (2012).</li><li>Waliullah, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+different+molecular+and+serological+methods+for+detection+of+Xylella+fastidiosa+in+blueberry.">Comparative analysis of different molecular and serological methods for detection of Xylella fastidiosa in blueberry.</a> PLOS ONE. 14 (9), 0221903 (2019).</li><li>B&#246;hm, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+quantitative+PCR:+DNA+determination+in+isolated+spores+of+the+mycorrhizal+fungus+Glomus+mosseae+and+monitoring+of+Phytophthora+infestans+and+Phytophthora+citricola+in+their+respective+host+plants.">Real-time quantitative PCR: DNA determination in isolated spores of the mycorrhizal fungus Glomus mosseae and monitoring of Phytophthora infestans and Phytophthora citricola in their respective host plants.</a> Journal of Phytopathology. 147, 409-416 (1999).</li><li>Klimczak, L., Prell, H. J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+characterization+of+mitochondrial+DNA+of+the+oomycetous+fungus+Phytophthora+infestans.">Isolation and characterization of mitochondrial DNA of the oomycetous fungus Phytophthora infestans.</a> Current Genetics. 8 (4), 323-326 (1984).</li><li>Ghimire, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+Phytophthora+species+in+a+run-off+water+retention+basin+at+a+commercial+nursery+in+plant+hardiness+zones+7+b+of+Virginia+in+winter.">Detection of Phytophthora species in a run-off water retention basin at a commercial nursery in plant hardiness zones 7 b of Virginia in winter.</a> Phytopathology. 96 (6), (2006).</li><li>Feng, W., Hieno, A., Kusunoki, M., Suga, H., Kageyama, K. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LAMP+detection+of+four+plant-pathogenic+oomycetes+and+its+application+in+lettuce+fields.">LAMP detection of four plant-pathogenic oomycetes and its application in lettuce fields.</a> Plant Disease. 103 (2), 298-307 (2019).</li><li>Aglietti, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+loop-mediated+isothermal+amplification:+an+early-warning+tool+for+quarantine+plant+pathogen+detection.">Real-time loop-mediated isothermal amplification: an early-warning tool for quarantine plant pathogen detection.</a> AMB Express. 9 (1), 50 (2019).</li><li>Almasi, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+colorimetric+loop-mediated+isothermal+amplification+assay+for+the+visual+detection+of+Fusarium+oxysporum+f.+sp.+melonis.">Development of a colorimetric loop-mediated isothermal amplification assay for the visual detection of Fusarium oxysporum f. sp. melonis.</a> Horticultural Plant Journal. 5 (3), 129-136 (2019).</li><li>Gill, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenic+Pythium+from+irrigation+ponds.">Pathogenic Pythium from irrigation ponds.</a> Plant Disease Reporter. 54 (12), 1077-1079 (1970).</li></ol>

La prueba de agua de riego para fitopatógenos es un paso crucial para los cultivadores que utilizan estanques de riego y agua reciclada27. Los estanques de riego proporcionan un reservorio y caldo de cultivo para una serie de fitopatógenos, ya que el exceso de agua de riego se dirige desde el campo hasta el estanque que lleva consigo cualquier patógeno que pueda haber estado presente16,,27. El método tradicional para la detección de p...

El reciclaje de agua en granjas y viveros se está volviendo cada vez más popular debido al aumento de los costos de agua y las preocupaciones ambientales detrás del uso del agua. Se han desarrollado muchos métodos de riego para los cultivadores para reducir la propagación y la aparición de enfermedades de las plantas. Independientemente de la fuente del agua (irrigación o precipitación), se genera escorrentía, y muchos cultivadores de hortalizas y viveros tienen un estanque para recoger y reciclar la escorrentía1. Esto crea un reservorio para una posible acumulación de patógenos favoreciendo la propagación de patógenos cuando el agua reciclada se utiliza para regar cultivos2,3,4. Los patógenos de las plantas de oomycete se benefician particularmente de esta práctica, ya que las zoosporas se acumularán en el agua y la espora dispersiva primaria es automotilo pero requiere agua superficial5,,6,,7. Phytophthora capsici es un patógeno oomiceto que afecta a un número significativo de cultivos solanáceos y cucuridos de diferentes maneras8. A menudo, los síntomas son amortiguación de las plántulas, la pudrición de la raíz y la corona; sin embargo, en cultivos como el pepino, la calabaza, el melón, la calabaza, la sandía, la berenjena y la pimienta, las cosechas enteras pueden perderse debido a la putrefacción de la fruta9. Aunque existen métodos conocidos para detectar este patógeno vegetal, la mayoría requieren que ya se haya producido una infección que es demasiado tarde para que los fungicidas preventivos tengan un efecto significativo10.
El método tradicional para probar el agua de riego para la detección y diagnóstico de microorganismos específicos es un enfoque anticuado cuando la velocidad y la sensibilidad son cruciales para el éxito y la producción rentable de cultivos11,,12. El tejido vegetal susceptible al patógeno objetivo (por ejemplo, la berenjena para P. capsici)se une a una trampa modificada que se suspende en un estanque de riego durante un período prolongado antes de ser retirada e inspeccionada en busca de infección. Las muestras del tejido vegetal se chapan en medios semies selectivos (PARPH) y se incuban para el crecimiento del cultivo, luego la identificación morfológica se realiza utilizando un microscopio compuesto13. Existen otros métodos de detección similares para otros patógenos vegetales que utilizan medios selectivos y enchapar pequeñas cantidades de agua contaminada antes del sub-cultivo14,15. Estos métodos requieren entre 2 y 6 semanas, varias rondas de sub-cultivo para aislar el organismo, y experiencia en diagnóstico Phytophthora para ser capaz de reconocer los caracteres morfológicos clave de cada especie. Estos métodos tradicionales no funcionan bien para la detección de agua de riego contaminada por P. capsici debido a factores como la interferencia de otros microorganismos que también están presentes en las fuentes de agua. Algunos microorganismos de rápido crecimiento como Pythium spp. y las bacterias transmitidas por el agua pueden crecer en exceso en la placa haciendo que P. capsici no sea detectable16,17.
El propósito de este estudio fue desarrollar un método molecular sensible y específico que se pueda utilizar tanto en entornos de campo como de laboratorio para detectar las zoosporas P. capsici en el agua de riego. El protocolo incluye el desarrollo de un novedoso conjunto de imprimación de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) capaz de amplificar específicamente P. capsici,basado en un fragmento de par de 1121 bases (bp) de P. capsici18,,19. (2015) se utilizó una imprimación LAMP previamente desarrollada de Dong et al. (2015) en comparación con el ensayo que se desarrolló para este estudio20.
El ensayo LAMP es una forma relativamente nueva de detección molecular que se ha demostrado que es más rápida, sensible y específica que la reacción en cadena de la polimerasa convencional (PCR)21. En general, los ensayos de PCR convencionales no pueden detectar menos de 500 copias (1,25 pg/L); por el contrario, estudios anteriores han demostrado que la sensibilidad de LAMP puede ser de 10 a 1.000 veces mayor que la PCR convencional y puede detectar fácilmente incluso 1 fg/L de ADN genómico22,,23. Además, el ensayo se puede llevar a cabo rápidamente (a menudo en 30 minutos) y in situ (en el campo) mediante el uso de un bloque de calentamiento portátil para la amplificación y un tinte colorimétrico que cambia de color para una muestra positiva (eliminando la necesidad de electroforesis). En este estudio, comparamos la sensibilidad de los ensayos de PCR y LAMP utilizando un método de extracción de filtros. El método de detección propuesto permite a los investigadores y agentes de extensión detectar fácilmente la presencia de esporas de P. capsici de diferentes fuentes de agua en menos de dos horas. El ensayo ha demostrado ser más sensible que el PCR convencional y se validó in situ mediante la detección de la presencia del patógeno en el agua de riego utilizada por un cultivador. Este método de detección permitirá a los cultivadores estimar la presencia y densidad de población del patógeno en diversas fuentes de agua que se utilizan para el riego, evitando brotes devastadores y pérdidas económicas.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Agarose gel powder</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>C997J85</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buchner funnel</td>
			<td>Southern Labware</td>
			<td>JBF003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bullet Blender</td>
			<td>Next Advance</td>
			<td>BBX24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge 5430</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22620509</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>C298-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CTAB solution</td>
			<td>Biosciences</td>
			<td>786-565</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dneasy Extraction Kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>69104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Flask</td>
			<td>United</td>
			<td>FHFL1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Paper</td>
			<td>United Scientific Supplies</td>
			<td>FPR009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel Green 10000X</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>B003B68 (1/EA)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Genie III</td>
			<td>OptiGene</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand pump</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>1163B06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iso-amyl Alcohol</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>BP1150-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAVA LAMP master mix</td>
			<td>Lucigen</td>
			<td>30086-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic bead DNA extraction</td>
			<td>Genesig</td>
			<td>genesigEASY-EK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Separator</td>
			<td>Genesig</td>
			<td>genesigEASY-MR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyvinylpyrrolidone</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>PVP40-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primers</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism Mini Centrifuge</td>
			<td>Labnet</td>
			<td>C1801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T100 Thermal Cycler</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1861096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Gel Doc</td>
			<td>Analytik Jena</td>
			<td>849-00502-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Warmstart Colorimetric Dye</td>
			<td>Lucigen</td>
			<td>E1800m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wide Mini ReadySub-Cell GT Cell</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1704489EDU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% isopropanol</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>A451-1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

detection of phytophthora capsici in irrigation water using loop-mediated isothermal amplification

Phytophthora capsici es un patógeno oomiceto devastador que afecta a muchos cultivos importantes solanáceos y cucurbitos que causan pérdidas económicas significativas en la producción de hortalizas anualmente. Phytophthora capsici es transmitido por el suelo y un problema persistente en los campos vegetales debido a sus estructuras de supervivencia de larga duración (oosporas y clamidosporas) que resisten la intemperie y la degradación. El principal método de dispersión es a través de la producción de zoosporas, que son esporas unicelulares y flageladas que pueden nadar a través de finas películas de agua presentes en superficies o en poros de suelo llenos de agua y pueden acumularse en charcos y estanques. Por lo tanto, los estanques de riego pueden ser una fuente del patógeno y los puntos iniciales de los brotes de enfermedades. La detección de P. capsici en el agua de riego es difícil utilizando métodos tradicionales basados en el cultivo porque otros microorganismos presentes en el medio ambiente, como Pythium spp., generalmente el crecimiento excesivo de P. capsici lo hacen indetectable. Para determinar la presencia de esporas de P. capsici en fuentes de agua (agua de riego, escorrentía, etc.), desarrollamos un método de filtro a base de bomba manual (8-10 m) que captura las esporas del patógeno (zoosporas) y más tarde se utiliza para amplificar el ADN del patógeno a través de un nuevo ensayo de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) como ensayo diseñado para la amplificación específica de P. Este método puede amplificar y detectar el ADN a partir de una concentración tan baja como 1,2 x 102 zoosporas/ml, que es 40 veces más sensible que la PCR convencional. No se obtuvo amplificación cruzada al probar especies estrechamente relacionadas. LAMP también se realizó utilizando un tinte de mezcla maestro LAMP colorimétrico, mostrando resultados que se podían leer a simple vista para la detección rápida in situ. Este protocolo podría adaptarse a otros patógenos que residen, se acumulan o se dispersan a través de sistemas de riego contaminados.

Optimización del método LAMP En este estudio, detectamos la presencia de Phytophthora capsici en el agua de riego utilizando un ensayo de amplificación isotérmica mediada por bucle portátil (LAMP). En primer lugar, el ensayo LAMP propuesto se optimizó probando diferentes concentraciones de imprimación LAMP [F3, B3 (0,1–0,5 oM cada una); LF, LB (0,5–1,0 M cada uno) y FIP, BIP (0,8–2,4 m cada uno)], duraciones (30–70 min) y temperaturas (55–70 oC). La mezcla final de imprimaci?...

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Detection of Phytophthora capsici in Irrigation Water using Loop-Mediated Isothermal Amplification

Desarrollamos un método para detectar zoosporas phytophthora capsici en fuentes de agua utilizando un método de extracción de ADN de papel de filtro junto con un ensayo de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) que se puede analizar en el campo o en el laboratorio.

Detección de Phytophthora capsici en agua de riego mediante amplificación isotérmica mediada por bucle

Phytophthora capsici is a devastating oomycete pathogen that affects many important solanaceous and cucurbit crops causing significant economic losses in ...

La detección de fitopatógenos es un paso crucial en el manejo de enfermedades vegetales. Este protocolo proporciona un método de detección rápida para la contaminación del agua de riego debido a un patógeno común de combate a base de agua. Usando esta técnica, un patógeno específico, como Phytophthora capcici, puede ser procesado y rápidamente detectado a partir de nuestro gran volumen de agua de riego mientras permanece en el lugar.Demostrando el procedimiento estará Owen Hudson, un estudiante de maestría de mi laboratorio, y Sumyya Waliullah, una investigadora postdoctoral del laboratorio del Dr.Pingxi G para instalar una bomba y un filtro para la detección en el sitio Phytophthora capcici en agua de riego. Coloque un matraz filtrante en un tubo conectado a una bomba manual y el embudo de buchner instalado en el tapón de goma en la boca del matraz de filtrado. A continuación, coloque un pedazo de papel de filtro de tamaño adecuado con un tamaño de retención de 15 micras en el embudo.Para obtener muestras de agua, recoja agua de riego de la fuente objetivo. El agua puede tener pequeñas cantidades de escombros, pero no sedimentos o suelos significativos. Vierta lentamente entre 50 y 1000 mililitros de agua de prueba sobre el papel de filtro dentro del embudo mientras usa la bomba manual para crear una succión para tirar del agua a través del embudo.Cuando se haya filtrado toda el agua, utilice fórceps para retirar el papel de filtro del embudo. Y usa tijeras estériles para cortar el papel en trozos pequeños. Sumerja de ocho a 12 trozos de papel en 400 microlitros de tampón de extracción en un tubo de 1,5 mililitros para una incubación de cinco minutos a temperatura ambiente.Vórtice o agitar el papel durante 10 segundos una vez cada minuto. Al final de la incubación, utilice fórceps para retirar el papel con el menor tampón posible. Y repita la licencia con el siguiente conjunto de piezas de papel de filtro.Para la extracción de ADN de las muestras de papel de filtro se añadieron 20 microlitros de proteinasa K y 10 microlitros de 10 nanogramos por microlitro RNAs a la muestra también e incubar la solución a temperatura ambiente durante 15 minutos con vórtice o temblor cada tres minutos. Al final de la incubación, añadir 500 microlitros de cuentas magnéticas en tampón de unión a la muestra y mezclar bien agitando. Después de cinco minutos a temperatura ambiente, coloque el tubo y el bastidor separador magnético durante dos minutos antes de retirar y desechar el sobrenadante.Retire el tubo del separador magnético y vuelva a suspender vigorosamente las perlas en 500 microlitros de tampón de lavado. Después de 30 segundos, devuelva el tubo al imán y espere dos minutos antes de desechar el sobrenadante. Repita el lavado con 500 microlitros de tampón de lavado también y 500 microlitros de 80% etanol como se acaba de demostrar.Y el aire impulsa el pellet de cuentas magnéticas durante 15 minutos a temperatura ambiente. Al final de la incubación re-suspender las perlas en 50 microlitros de tampón de elución con pipeteo durante un minuto antes de colocar el tubo de nuevo en el imán durante dos minutos para permitir la recolección del sobrenadante. Después de preparar la mezcla de imprimación LAMP como se indica en la tabla, añadir a 2,5 microlitros de imprimación mezclar 12,5 microlitros de una lava LAMP mastermix un microlitros de ADN extraído y nueve microlitros de agua destilada doble a un tubo PCR y configurar un control positivo y uno negativo.incubar todas las muestras en un blog de calor de 64 grados Celsius durante 45 minutos o el instrumento de amplificación genie tres al final de la incubación, una carga de cinco microlitros de cada muestra amplificada en un gel de 1% de agarosa e imagen de las bandas resultantes en una máquina de imágenes ultravioletas. Si se utilizó un tinte calorimétrico, vea el cambio de color para determinar los resultados como positivos o negativos. Si se utilizó un instrumento de amplificación portátil, vea el gráfico de amplificación en la pantalla para determinar los resultados.El tiempo óptico para ejecutar el ensayo LAMP a 64 grados es de 45 minutos, ya que las concentraciones más bajas que fueron positivas para la detección no se amplifican hasta 40 minutos, mientras que las concentraciones más altas se amplifican a 20 minutos. La amplificación se puede confirmar en un gel de 1% de agarosa etiquetado con una mancha de ácido nucleico. Como se ilustra, la PCR convencional es 40 veces menos sensible que LAMP.Detectar 4,8 veces 10 a las terceras zoosporas por mililitro concentraciones en la más baja. En este análisis, se recogieron muestras de agua de siete estanques utilizados para la producción comercial de vegetales en el condado de Tift, Georgia. Tres de los cuales demostraron resultados positivos de LAMP.Sin embargo, cuando las muestras fueron analizadas por PCR convencional, las zoosporas sólo se detectaron en una de las tres muestras positivas. En esta tabla, se resumen las diferencias entre los métodos de detección que utilizan variables como la sensibilidad, el tiempo, la preparación necesaria, los materiales y el costo. LAMP es el método menos costoso entre los métodos probados, y también es el más rápido, requiriendo sólo 30 a 60 minutos para la amplificación en comparación con la amplificación PCR convencional.El uso de este protocolo de ADN extraído de patógenos de semillas UMI estrechamente relacionados da como resultado ninguna detección de ninguna de las muestras, lo que confirma la especificidad de las imprimaciones. Asegúrese de no verter el agua de la muestra demasiado rápido y tenga cuidado al agregar ADN extraído a los tubos LAMP para limitar la contaminación. Una vez que se han desarrollado otros patógenos transmitidos por el agua, los métodos de filtración y ácido de la lámpara pueden adaptarse para otros patógenos.

Research

JoVE Journal

Environment

Detection of Phytophthora capsici in Irrigation Water using Loop-Mediated Isothermal Amplification

Colorimetric Paper-based Detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from Large Volumes of Agricultural Water

Colorimetric Paper-based Detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from Large Volumes of Agricultural Water

Colorimétrico Papel a base de Detección de<em&gt; Escherichia coli</em&gt;,<em&gt; Salmonella</em&gt; Spp,. Y<em&gt; Listeria monocytogenes</em&gt; De grandes volúmenes de agua en la agricultura

This protocol describes rapid colorimetric detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from large volumes (10 L) of ...

Investigación

Medio ambiente

Laboratory-determined Phosphorus Flux from Lake Sediments as a Measure of Internal Phosphorus Loading

Laboratorio-determinado Fósforo Flujo de sedimentos lacustres como medida de fósforo Interna Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples

Método EPA 1615. La medición de enterovirus y norovirus Ocurrencia en agua por cultura y RT-qPCR. I. Colección de ejemplos de virus

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. ...

A Small Volume Bioassay to Assess Bacterial/Phytoplankton Co-culture Using WATER-Pulse-Amplitude-Modulated (WATER-PAM) Fluorometry

A Small Volume Bioassay to Assess Bacterial/Phytoplankton Co-culture Using WATER-Pulse-Amplitude-Modulated WATER-PAM Fluorometry

Un ensayo biológico Volumen pequeños para evaluar bacteriana / fitoplancton Co-cultura Usando AGUA-Pulse-Amplitud Modulada (AGUA-PAM) Fluorometría

Conventional methods for experimental manipulation of microalgae have employed large volumes of culture (20 ml to 5 L), so that the culture can be ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

Método EPA 1615. La medición de enterovirus y norovirus Ocurrencia en agua por cultura y RT-qPCR. Parte III. Detección de virus por RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

A Duplex Digital PCR Assay for Simultaneous Quantification of the Enterococcus spp. and the Human Fecal-associated HF183 Marker in Waters

A Duplex Digital PCR Assay for Simultaneous Quantification of the Enterococcus spp. and the Human Fecal-associated HF183 Marker in Waters

Un ensayo de PCR digital de dos vías para la cuantificación simultánea de la<em&gt; Enterococcus spp.</em&gt; Y el marcador asociado HF183-fecal humana en las aguas

This manuscript describes a duplex digital PCR assay (EntHF183 dPCR) for simultaneous quantification of Enterococcus spp. and the human fecal-associated ...

Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

La detección de la actividad endocrina en Uso de Agua comercialmente disponibles<em&gt; In Vitro</em&gt; Transactivación bioensayos

In vitro transactivation bioassays have shown promise as water quality monitoring tools, however their adoption and widespread application has been ...

A Simple Planting Technique for Re-establishing Trees Where Frequent Inundation Occurs

Una sencilla técnica de plantación para restablecer los árboles donde se produce la inundación frecuente

Many of the Everglades tree islands have lost elevation over the past century and most of their trees have died such that they are now covered with ...

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

Bioindicación para el examen de idoneidad del entorno de corriente joven agua dulce mejillones utilizando métodos de exposición In Situ de la perla

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol ...

Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method

Procedimiento optimizado para la determinación de la adsorción de los fosfonatos en hidróxido férrico Granular utilizando un método de determinación de fósforo miniaturizados

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric ...