PL232094B1 - Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania - Google Patents

Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania

Info

Publication number
PL232094B1
PL232094B1 PL419494A PL41949416A PL232094B1 PL 232094 B1 PL232094 B1 PL 232094B1 PL 419494 A PL419494 A PL 419494A PL 41949416 A PL41949416 A PL 41949416A PL 232094 B1 PL232094 B1 PL 232094B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
detecting
puccinia striiformis
fungal pathogen
oligonucleotide primers
dna
Prior art date
Application number
PL419494A
Other languages
English (en)
Other versions
PL419494A1 (pl
Inventor
Adam Kuzdraliński
Anna Kot
Hubert Szczerba
Michał Nowak
Paweł Muzyka
Michał Lechowski
Agnieszka Ostrowska
Marta Muszyńska
Zdzisław TARGOŃSKI
Zdzisław Targoński
Original Assignee
Univ Przyrodniczy W Lublinie
Uniwersytet Przyrodniczy W Lublinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Przyrodniczy W Lublinie, Uniwersytet Przyrodniczy W Lublinie filed Critical Univ Przyrodniczy W Lublinie
Priority to PL419494A priority Critical patent/PL232094B1/pl
Publication of PL419494A1 publication Critical patent/PL419494A1/pl
Publication of PL232094B1 publication Critical patent/PL232094B1/pl

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Zgłoszenie dotyczy oligonukleotydów, umożliwiających stwierdzanie obecności materiału genetycznego patogenu grzybowego Puccinia striiformis w badanym materiale biologicznym z wykorzystaniem łańcuchowej reakcji polimerazy lub jej modyfikacji. Przedmiotem zgłoszenia jest para specyficznych gatunkowo starterów oligonukleotydowych do zastosowania w reakcji łańcuchowej polimerazy lub jej modyfikacji, o sekwencjach: LidPs13: 5' TACGACATCTGCTTCCGCAC 3' LidPs14: 5' GATTGCCCGGTATTGTTGGC3'. Ponadto zgłoszenie obejmuje też sposób wykrywania patogenu grzybowego pszenicy Puccinia striiformis.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego Puccina striiformis z zastosowaniem reakcji łańcuchowej polimerazy, a także sposób wykrywania obecności tego patogena.
Ochrona roślin zbożowych przed patogenami grzybowymi jest szczególnie istotna ze względu na znaczne straty powodowane przez te mikroorganizmy, zarówno pod względem wielkości, jak i jakości pozyskiwanego plonu. Najczęściej w celu ograniczenia populacji grzybów patogennych stosuje się działające nieselektywnie środki ochrony roślin. Z kolei wykorzystywane obecnie metody molekularne, identyfikujące mikroorganizmy jeszcze przed wystąpieniem widocznych objawów chorobowych poprzez wykrycie obecności ich materiału genetycznego, charakteryzują się zmienną specyficznością i czułością. Niejednokrotnie, jak stwierdzono w przypadku patogena grzybowego Septoria tritici, okazuje się iż po kilkunastu latach stosowania opublikowanej metody identyfikacji, uzyskiwane produkty amplifikacji są tożsame z DNA innych gatunków grzybów (Guo J.R., Schneider F., Yerreet J.A. 2006. Presymptomatic and quantitative detection of Mycosphaerella graminicola development in wheat using a real-time PCR assay. FEMS Microbiology Letters; 262(2): 223-229). Ponadto rzadko po zaprojektowaniu testu dokonuje się oceny przydatności na próbach środowiskowych o pełnym składzie gatunkowym grzybów występujących w danej lokalizacji.
W literaturze dostępnych jest kilka metod umożliwiających identyfikację grzyba Puccinia striiformis. Metody opracowane przez Fraaije i in. (2001) oraz Lihua i in. (2008) bazują na parach oligonukleotydów, celujących w gen kodujący β-tubulinę. Startery YRNT1/YRNT2 generują produkty specyficzne o wielkości 351 par zasad (Fraaije B.A., Lovell D.J., Coelho J.M., Baldwin S., Hollomon D.W. 2001. PCR-based assays to assess wheat varietal resistance to blotch (Septoria tritici and Stagonospora nodorum) and rust (Puccinia striiformis and Puccinia recondita) diseases. European Journal of Plant Pathology; 107, 905-917). Natomiast fragmenty DNA powielane przez pary starterów SCAR YR(f)/(r1) i YR(f)/YR(r2) mają długość odpowiednio 160 i 139 par zasad (Lihua C., Shichang X., Ruiming L., Taiguo L., Wanquan C. 2008. Early molecular diagnosis and detection of Puccinia striiformis f. sp. tritici in China. Letters in Applied Microbiology; 46: 501-506). Identyfikacja gatunkowa grzyba Puccinia striiformis jest możliwa również dzięki amplifikacji fragmentu regionu ITS z wykorzystaniem starterów PSR/PSF, zaprojektowanych przez Zhao i in. (2007). Produkt ma tu wielkość 169 par zasad (Zhao J., Wang X.J., Chen C.Q., Huang L.L., Kang Z.S. 2007. A PCR-based assay for detection of Puccinia striiformis f. sp. tritici in wheat. Plant Disease; 91: 1669-1674). Specyficzny i czuły sposób detekcji we wczesnych stadiach infekcji zaproponował Wang i in. (2008). Oligonukleotydy PST2 f/r powielające według metody fragment długości 470 nukleotydów zostały następnie wykorzystane jako startery zewnętrzne w nested PCR. Para wewnętrzna Nesta/Nests generuje produkt wielkości 230 par zasad (Wang X., Zhao J., Han Q., Huang L., Kang Z. 2008. The development of a PCR-based method for detecting Puccinia striiformis latent infections in wheat leaves. European Journal of Plant Pathology; 120: 241-247); (Wang X., Tang Ch., Chen J., Buchenauer H., Zhao J., Han Q. 2009. Detection of Puccinia striiformis in latently infected wheat leaves by nested polymerase chain reaction. Journal of Phytopathology; 157:490-493). Z kolei najnowsza dostępna metoda identyfikacji, opracowana przez Gao i in. (2016) zakłada detekcję patogena już kilka godzin po inokulacji poprzez zastosowanie starterów SCAR PSTF117/PSTR363 i TF114/TR323 amplifikujących fragmenty długości odpowiednio 274 i 180 nukleotydów (Gao L., Yu H.X., Shen H.M., Li C., Liu T.G., Liu B. 2016. Development of SCAR markers and an SYBR green assay to detect Puccinia striiformis f. sp. tritici in infected wheat leaves. Plant Disease; 100: 1840-1847).
Sposób identyfikacji patogena grzybowego Puccinia striiformis w badanej próbie opiera się według wynalazku na amplifikacji sekwencji DNA przy użyciu zaprojektowanej pary specyficznych gatunkowo oligonukleotydów, a następnie detekcji otrzymanego produktu reakcji PCR, w przypadku kiedy w próbce środowiskowej obecne jest DNA niniejszego mikroorganizmu.
Istotę wynalazku stanowią startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis o następujących sekwencjach:
LidPs13: 5' TACGACATCTGCTTCCGCAC 3'
LidPs14: 5' GATTGCCCGGTATTGTTGGC 3'
Istotą sposobu wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis jest zastosowanie w reakcji PCR pary starterów oligonukleotydowych o sekwencjach:
LidPs13: 5' TACGACATCTGCTTCCGCAC 3'
LidPs14: 5' GATTGCCCGGTATTGTTGGC 3'
PL 232 094 B1 w wyniku której dochodzi do amplifikacji określonego fragmentu DNA, po czym dokonuje się detekcji otrzymanego produktu amplifikacji poprzez rozdział elektroforetyczny.
Zastosowanie wyżej wymienionej pary starterów do przeprowadzenia reakcji łańcuchowej polimerazy przebiegającej w ściśle określonych warunkach według wynalazku umożliwia amplifikację fragmentu DNA o długości 210-250 par zasad. Podstawową zaletą opracowanego systemu identyfikacji jest fakt, że został on zwalidowany na wielokrotnie większej liczbie próbek niż metody wyżej opisane. W szczególności na korzyść niniejszej metody przemawia jej walidacja na próbach środowiskowych o stwierdzonej obecności patogena Puccinia striiformis.
Wynalazek ilustruje przykład wykonania oraz zamieszczone poniżej rysunki, na których:
- Fig. 1 przedstawia sekwencję nukleotydową fragmentu DNA amplifikowanego w reakcji PCR przeprowadzonej z zastosowaniem oligonukleotydów LidPs13 i LidPs14;
- Fig. 2 przedstawia rozdział elektroforetyczny produktów amplifikacji przeprowadzonej w obecności starterów LidPs13 i LidPs14 dla pojedynczych prób izolowanych z liści porażonych patogenem Puccinia striiformis (1-7); M - marker wielkości GeneRulerTM 100 bp Plus DNA Ladder.
Materiał biologiczny wykorzystywany w procesie identyfikacji stanowią fragmenty liści pszenicy zwyczajnej lub fragmenty grzybni/zarodniki mikroorganizmu. DNA uzyskane w wyniku przeprowadzenia procedury izolacji stosowane jest jako matryca do amplifikacji. PCR przeprowadza się w mieszaninie reakcyjnej o następującym składzie: woda dejonizowana, standardowy master mix do reakcji PCR zawierający w składzie polimerazę Taq DNA, kofaktor enzymu - jony Mg2+, dNTP oraz bufor, matrycowe DNA oraz parę specyficznych starterów oligonukleotydowych (0,5-0,8 uM): LidPs13 i LidPs14. Amplifikację przeprowadza się z zastosowaniem następującego profilu termicznego: wstępna denaturacja 95°C przez 5 minut, następnie 45 cykli: denaturacja - 95°C przez 30 sekund, annealing - 55°C przez 30 sekund, elongacja - 72°C przez 1 minutę, ostatni etap reakcji stanowi końcowa elongacja w 72°C przez 8 minut lub innego profilu termicznego umożliwiającego uzyskanie powielania DNA z oligonukleotydami stanowiącymi przedmiot tego wynalazku. Sekwencja zamplifikowanego fragmentu DNA przedstawiona jest na Fig. 1.
Obecność oczekiwanego produktu o długości około 210-250 par zasad potwierdza się poprzez zastosowanie dowolnej metody rozdziału i identyfikacji fragmentów kwasów nukleinowych.
Sposób stwierdzania obecności materiału genetycznego grzyba Puccinia striiformis w badanej próbie według wynalazku ilustruje zamieszczony poniżej przykład.
A. Izolacja DNA z fragmentów liści pszenicy zwyczajnej.
Izolację DNA przeprowadzono w wykorzystaniem komercyjnego zestawu do izolacji kolumienkowej, przeznaczonego dla roślin i grzybów (Plant and Fungi DNA Purification Kit - EURx). Fragmenty tkanki zamrażano w ciekłym azocie i homogenizowano mechanicznie poprzez rozcieranie w moździerzu. Otrzymane w ten sposób homogenaty przenoszono do probówek 2 ml typu Eppendorf i dodawano 400 pi buforu ekstrakcyjnego, a następnie 3 ul RNazy i 10 ul proteinazy K. Mieszaniny po dokładnym zworteksowaniu inkubowano w temperaturze 65°C przez 30 minut. W kolejnych etapach dokonano ekstrakcji przy użyciu 130 ul buforu AC oraz precypitacji (350 ul buforu Sol P, 250 ul etanolu 96%). Uzyskany po wirowaniu (1 min., 14 000 x g) supernatant nanoszono dwukrotnie na minikolumny umieszczone w probówkach odbierających, każdorazowo wylewając przesącz po żwirowaniu (1 min., 14 000 x g). Złoże minikolumny płukano dwukrotnie buforem płuczącym (Wash PX, 500 ul). Minikolumny umieszczono w nowych probówkach 2 ml typu Eppendorf i dokonano elucji DNA ze złoża z zastosowaniem 100 ul ogrzanego do 70°C buforu Elution. Dla określenia stężenia i jakości wyizolowanego DNA przeprowadzono pomiar spektrofotometryczny przy użyciu spektrofotometru NanoDrop2000 (Thermo Scientific).
B. Przygotowanie prób do amplifikacji
DNA wyizolowane według powyższej procedury wykorzystano jako matrycę dla reakcji PCR. Do każdej probówki o pojemności 0,2 ml dodano po 20 ng DNA. PCR przeprowadzono w objętości 25 ul mieszaniny reakcyjnej zawierającej: wodę dejonizowaną, standardowy master mix 2xPCR Master Mix (Thermo Scientific, Litwa), parę specyficznych starterów oligonukleotydowych (0,5-0,8 uM). Próby nałożono na blok termocyklera stosując następujący profil termiczny: wstępna denaturacja - 95°C przez 5 minut, następnie 45 cykli: denaturacja - 95°C przez 30 sekund, annealing - 55°C przez 30 sekund, elongacja - 72°C przez 1 minutę, ostatni etap reakcji stanowiła końcowa elongacja w 72°C przez 8 minut.
PL 232 094 Β1
C. Wizualizacja wyników amplifikacji za pomocą elektroforezy agarozowej
Produkty reakcji PCR po zmieszaniu z 3 μΙ buforu obciążającego 6xLoading Dye (Thermo Scientific) rozdzielano na 2% żelu agarozowym w obecności 0,01% barwnika do wizualizacji DNA SimplySafe (EURx) w buforze TAE, przy napięciu 120 V, natężeniu 200 mA, w czasie 1 godziny. Otrzymane wzory rozdziałów obserwowano w świetle UV w archiwizatorze żeli.
Uzyskany dla badanego materiału wynik identyfikacji z zastosowaniem oligonukleotydów i metody stanowiącej przedmiot wynalazku przedstawia Fig. 2.

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis o sekwencjach:
    LidPs13: 5’ TACGACATCTGCTTCCGCAC 3’
    LidPs14: 5’ GATTGCCCGGTATTGTTGGC 3’
  2. 2. Sposób wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis, w którym w reakcji PCR z zastosowaniem pary starterów dochodzi do amplifikacji określonego fragmentu DNA, po czym dokonuje się detekcji powstałego produktu, znamienny tym, że parę starterów stanowią startery oligonukleotydowe wg zastrz. 1.
PL419494A 2016-11-17 2016-11-17 Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania PL232094B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419494A PL232094B1 (pl) 2016-11-17 2016-11-17 Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419494A PL232094B1 (pl) 2016-11-17 2016-11-17 Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL419494A1 PL419494A1 (pl) 2018-05-21
PL232094B1 true PL232094B1 (pl) 2019-05-31

Family

ID=62142468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL419494A PL232094B1 (pl) 2016-11-17 2016-11-17 Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL232094B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL419494A1 (pl) 2018-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104263813B (zh) 用于鉴定茄病镰刀菌或/和尖孢镰刀菌的引物序列、试剂盒及其方法
US20150159207A1 (en) Use of markers including nucleotide sequence based codes to monitor methods of detection and identification of genetic material
KR101720483B1 (ko) 뱀장어 종 판별용 펩티드핵산(pna) 프로브 세트 및 이를 이용한 뱀장어 종 판별 방법
US9102987B2 (en) Method of detecting paecilomyces variotii
PL232094B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania
PL238698B1 (pl) Startery oligonukleotydowe hybrydyzujące w obrębie genu Cyp51 do wykrywania patogenu grzybowego pszenicy Zymoseptoria tritici powodującego septoriozę paskowaną liści oraz sposób jego wykrywania
PL232090B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania
PL232070B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania
US20160138119A1 (en) Sex-determination method for date palm
PL232091B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia recondita oraz sposób jego wykrywania
PL232093B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia recondita oraz sposób jego wykrywania
PL232092B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia recondita oraz sposób jego wykrywania
KR20190011663A (ko) 작약의 원산지 판별용 프라이머 세트 및 이를 이용하여 작약의 원산지를 판별하는 방법
PL230743B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Blumeria graminis oraz sposób jego wykrywania
PL230742B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Blumeria graminis oraz sposób jego wykrywania
US20100055703A1 (en) Organism-Specific Hybridizable Nucleic Acid Molecule
PL230741B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Blumeria graminis oraz sposób jego wykrywania
PL238696B1 (pl) Startery oligonukleotydowe hybrydyzujące w obrębie genu Rpb2 do wykrywania patogenu grzybowego pszenicy Zymoseptoria tritici powodującego septoriozę paskowaną liści oraz sposób jego wykrywania
PL238697B1 (pl) Startery oligonukleotydowe hybrydyzujące w obrębie genu SdhB do wykrywania patogenu grzybowego pszenicy Zymoseptoria tritici powodującego septoriozę paskowaną liści oraz sposób jego wykrywania
US20150292039A1 (en) Method to amplify nucleic acids of fungi to generate fluorescence labeled fragments of conserved and arbitrary products
KR101603728B1 (ko) 벼 흰잎마름병 진단용 조성물
Lee et al. Development of in-field-diagnosis of Aspergillus flavus by Loop-Mediated Isothermal Amplification in Honeybee
CN103667477B (zh) 环介导恒温扩增法检测油菜菌核病菌的引物及方法
PL239135B1 (pl) Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis sp. oraz sposób jego wykrywania
KR102173560B1 (ko) 마이크로플루이딕칩 기반 낭충봉아부패병 현장진단용 프라이머 세트, 이를 이용한 낭충봉아부패병을 진단하는 방법 및 키트