PL233839B1 - Method and a kit for identification of nematodes, pests of grains and grasses, by Real Time PCR based method - Google Patents
Method and a kit for identification of nematodes, pests of grains and grasses, by Real Time PCR based method Download PDFInfo
- Publication number
- PL233839B1 PL233839B1 PL410979A PL41097915A PL233839B1 PL 233839 B1 PL233839 B1 PL 233839B1 PL 410979 A PL410979 A PL 410979A PL 41097915 A PL41097915 A PL 41097915A PL 233839 B1 PL233839 B1 PL 233839B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- nematodes
- species
- identification
- time pcr
- helicotylenchus
- Prior art date
Links
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 title abstract description 3
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 title description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 37
- 241001148506 Bitylenchus dubius Species 0.000 claims abstract description 13
- 241000399940 Anguina tritici Species 0.000 claims abstract description 11
- 241000567357 Helicotylenchus varicaudatus Species 0.000 claims abstract description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 21
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 21
- 241000894007 species Species 0.000 claims description 19
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 12
- HUMHYXGDUOGHTG-HEZXSMHISA-N alpha-D-GalpNAc-(1->3)-[alpha-L-Fucp-(1->2)]-D-Galp Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](O)[C@@H](CO)OC1O HUMHYXGDUOGHTG-HEZXSMHISA-N 0.000 claims description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 7
- 241001148481 Helicotylenchus Species 0.000 claims description 6
- 239000013642 negative control Substances 0.000 claims description 5
- 238000007399 DNA isolation Methods 0.000 claims description 4
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 claims description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 5
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 abstract description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 abstract 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 10
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 241000399949 Ditylenchus dipsaci Species 0.000 description 4
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 4
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 4
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 3
- 238000007894 restriction fragment length polymorphism technique Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 241000196509 Anguinidae Species 0.000 description 2
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 2
- 241001540512 Hoplolaimidae Species 0.000 description 2
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003562 morphometric effect Effects 0.000 description 2
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 1
- 241000380131 Ammophila arenaria Species 0.000 description 1
- 241000380490 Anguina Species 0.000 description 1
- 241000418438 Bitylenchus bryobius Species 0.000 description 1
- 241001553344 Bitylenchus parvus Species 0.000 description 1
- 206010011732 Cyst Diseases 0.000 description 1
- 239000003298 DNA probe Substances 0.000 description 1
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 1
- 108010054576 Deoxyribonuclease EcoRI Proteins 0.000 description 1
- 241000399934 Ditylenchus Species 0.000 description 1
- 241000399948 Ditylenchus destructor Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- -1 Hae III Proteins 0.000 description 1
- 241001148488 Helicotylenchus pseudorobustus Species 0.000 description 1
- 102100030378 Hemoglobin subunit theta-1 Human genes 0.000 description 1
- 101000843063 Homo sapiens Hemoglobin subunit theta-1 Proteins 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 238000010222 PCR analysis Methods 0.000 description 1
- CGNLCCVKSWNSDG-UHFFFAOYSA-N SYBR Green I Chemical compound CN(C)CCCN(CCC)C1=CC(C=C2N(C3=CC=CC=C3S2)C)=C2C=CC=CC2=[N+]1C1=CC=CC=C1 CGNLCCVKSWNSDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000239226 Scorpiones Species 0.000 description 1
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 1
- 241001540506 Telotylenchidae Species 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 1
- 230000024293 detection of nematode Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000002866 fluorescence resonance energy transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011533 pre-incubation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Ujawniono sposób i zestaw do identyfikacji nicieni, szkodników zbóż i traw, metodą Real Time PCR. W szczególności wynalazek dotyczy sposobu i zestawu do identyfikacji nicieni obejmujących gatunki Anguina tritici, Bitylenchus dubius i Helicotylenchus varicaudatus. Dzięki specyficznie dobranym starterom i sondom rozwiązanie umożliwia precyzyjną identyfikację wskazanych gatunków nicieni niezależnie od rodzaju prób badanych, ich pochodzenia i przeznaczenia oraz stadium rozwoju.A method and kit for identifying nematodes, cereal and grass pests using the Real Time PCR method are disclosed. In particular, the invention relates to a method and kit for identifying nematodes including the species Anguina tritici, Bitylenchus dubius and Helicotylenchus varicaudatus. Thanks to specifically selected primers and probes, the solution enables precise identification of selected nematode species regardless of the type of samples tested, their origin and purpose, and the stage of development.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób i zestaw do identyfikacji nicieni, szkodników zbóż i traw, metodą Real Time PCR, i w szczególności wynalazek dotyczy sposobu i zestawu do identyfikacji nicieni wybranych z grupy obejmującej gatunki Anguina tritici z rodziny Anguinidae, Bitylenchus dubius z rodziny Telotylenchidae, Helicotylenchus varicaudatus z rodziny Hoplolaimidae.The subject of the invention is a method and a kit for the identification of nematodes, pests of cereals and grasses by Real Time PCR, and in particular the invention relates to a method and kit for the identification of nematodes selected from the group consisting of Anguina tritici species from the Anguinidae family, Bitylenchus dubius from the Telotylenchidae family, Helicotylenchus varicaudatus from the Hoplolaimidae family.
Identyfikacja gatunków nicieni oparta jest na analizie cech morfologicznych i morfometrycznych, w tym diagnozowane są m.in.: zabarwienie samicy na poszczególnych etapach rozwojowych, kształt cysty, długość i kształt guzów sztyletu, długość larwy inwazyjnej, wzór na płytce perinealnej. Jest to jednak analiza bardzo pracochłonna i czasochłonna. Wymaga dużo wiedzy i doświadczenia w pracy z materiałem biologicznym. Ponadto, istnieje możliwość nachodzenia na siebie wymiarów różnych gatunków. Metody opartej na analizie cech morfologicznych i morfometrycznych nie można zastosować do identyfikacji młodocianych osobników, u których cechy morfologiczne nie są jeszcze wykształcone.Identification of nematode species is based on the analysis of morphological and morphometric features, including the diagnosis of female coloration at various stages of development, cyst shape, length and shape of dagger tumors, length of invasive larvae, pattern on the perineal plate. However, this is a very laborious and time-consuming analysis. It requires a lot of knowledge and experience in working with biological material. Moreover, there is the possibility of overlapping dimensions of different species. The method based on the analysis of morphological and morphometric features cannot be used to identify adolescents in which morphological features are not yet developed.
Obecnie w diagnostyce nematologicznej coraz częściej stosowane są techniki oparte na analizie kwasów nukleinowych, w tym wykorzystujące łańcuchową reakcję polimerazy (PCR). Podstawą techniki PCR jest powielenie fragmentu/ów DNA, specyficznego dla określonego organizmu, do poziomu umożliwiającego jego szybką i prostą detekcję przy użyciu elektroforezy. Uzyskuje się to stosując krótkie jednoniciowe oligonukleotydy (12-40 nukleotydów), tzw. startery, specyficzne dla powielanego fragmentu DNA oraz enzym - termostabilną polimerazę, która umożliwia powielenie żądanego fragmentu w cyklicznej, trzyetapowej reakcji, złożonej z denaturacji, wiązania starterów oraz syntezy DNA. Zazwyczaj po około 30 cyklach reakcji uzyskuje się ponad milion kopii powielanego fragmentu DNA, co pozwala zidentyfikować go techniką elektroforezy żelowej.Currently, techniques based on the analysis of nucleic acids, including the polymerase chain reaction (PCR), are increasingly used in nematological diagnostics. The basis of the PCR technique is the amplification of a DNA fragment (s) specific for a specific organism to a level that allows for its quick and simple detection using electrophoresis. This is achieved by using short single-stranded oligonucleotides (12-40 nucleotides), the so-called primers, specific for the amplified DNA fragment, and the enzyme - thermostable polymerase, which enables the amplification of the desired fragment in a cyclic, three-step reaction consisting of denaturation, primer binding and DNA synthesis. Typically, after about 30 reaction cycles, more than a million copies of the amplified DNA fragment are obtained, which can be identified by gel electrophoresis.
Udoskonaleniem łańcuchowej reakcji polimerazy jest Real Time PCR, to jest rekcji PCR z pomiarem ilości powielonego fragmentu w każdym cyklu reakcji. Do pomiaru ilości powielonego fragm entu wykorzystuje się fluorochromy (barwniki fluorescencyjne), np.: SYBR Green I, SYTO9, Eva Green, SYBR Gold, których fluorescencja jest proporcjonalna do ilości powielonego fragmentu. Identyfikację powstałych produktów przeprowadza się poprzez pomiar wielkości fluorescencji oraz analizę krzywej topnienia produktów reakcji bez elektroforezy. Czułość reakcji Real Time PCR jest znacznie większa niż tradycyjnego PCR, a brak elektroforezy skraca czas analizy. Wadą Real Time PCR z barwnikami fluorescencyjnymi (podobnie jak tradycyjnego PCR) jest ograniczona specyficzność reakcji. W większości przypadków reakcja PCR zachodzi nie tylko w przypadku 100% identyczności sekwencji starterów do sekwencji matrycy, lecz również gdy 1-2 nukleotydy są nieidentyczne. Ta właściwość tradycyjnego PCR i Real Time PCR z barwnikami fluorescencyjnymi wymaga precyzyjnego ustawienia parametrów termicznych reakcji. Ponadto, barwniki fluorescencyjne wiążą się z każdym dwuniciowym fragmentem DNA, powstałym również w wyniku amplifikacji starterów (produkty primer-primer, primer-dimer), co wymaga również starannego doboru odpowiedniego stężenia starterów.An improvement on the polymerase chain reaction is Real Time PCR, that is, a PCR reaction with the measurement of the amount of amplified fragment in each reaction cycle. To measure the amount of the amplified fragment, fluorochromes (fluorescent dyes) are used, e.g. SYBR Green I, SYTO9, Eva Green, SYBR Gold, whose fluorescence is proportional to the amount of the amplified fragment. Identification of the resulting products is carried out by measuring the amount of fluorescence and analyzing the melting curve of the reaction products without electrophoresis. The sensitivity of Real Time PCR is much higher than that of traditional PCR, and the lack of electrophoresis shortens the analysis time. The disadvantage of Real Time PCR with fluorescent dyes (similar to traditional PCR) is the limited specificity of the reaction. In most cases, the PCR reaction occurs not only when the primer sequence is 100% identical to the template sequence, but also when 1-2 nucleotides are not identical. This property of traditional PCR and Real Time PCR with fluorescent dyes requires precise setting of the thermal parameters of the reaction. Moreover, fluorescent dyes bind to each double-stranded DNA fragment, also resulting from primer amplification (primer-primer, primer-dimer products), which also requires careful selection of the appropriate concentration of primers.
Alternatywą dla barwników fluorescencyjnych są sondy DNA znakowane fluorescencyjnie. Są to krótkie odcinki DNA, komplementarne do poszukiwanej sekwencji, które po przyłączeniu do DNA podczas reakcji PCR emitują fluorescencję o określonej długości fali. Obecnie znanych jest kilka rodzajów sond, np.: TaqMan, FRET, molecular beacons czy scorpions. Specyficzność reakcji Real Time PCR ze znakowanymi sondami jest znacznie wyższa niż z barwnikami fluorescencyjnymi. W odróżnieniu od starterów niedopasowanie jednego nukleotydu w sekwencji sondy prowadzi przeważnie do braku reakcji lub bardzo istotnego zmniejszenia wydajności, co jest łatwe do stwierdzenia podczas monitorowania przebiegu reakcji lub analizy wyników reakcji.An alternative to fluorescent dyes are fluorescently labeled DNA probes. These are short sections of DNA, complementary to the searched sequence, which, when attached to DNA during PCR reactions, emit fluorescence at a specific wavelength. Currently, several types of probes are known, e.g. TaqMan, FRET, molecular beacons or scorpions. The specificity of the Real Time PCR reaction with labeled probes is much higher than with fluorescent dyes. Unlike primers, a single nucleotide mismatch in the probe sequence usually leads to no reaction or a very significant reduction in yield, which is easy to see when monitoring the course of the reaction or analyzing the results of the reaction.
Dotychczas najczęściej stosowaną metodą molekularnej identyfikacji nicieni było PCR-RFLP (Restriction Fragments Length Polymorphism). Metoda polimorfizmu długości fragmentów restryk cyjnych wykorzystuje enzymy restrykcyjne, które tną nić DNA w specyficznym dla siebie miejscu. Różnice w długości pociętych fragmentów DNA świadczą o zmienności. Powers T.O., Szalanski A.L., Mullin P.G., Harris T.S., Bertoldi T. i Griesbach J.A. Identification of Seed Gall Nematodes of Agronomic and Regulatory Concern with PCR-RFLP of ITS11. Journal of Nematology 33(4): 191-194. 2001 analizowali tą metodą 18 populacji należących do rodzaju Anguina. Do identyfikacji stosowali siedem enzymów restrykcyjnych Alu I, Bsr I, Eco RI, Hae III, Hha I, Hinf I i Taq I, dzięki którym udało im się identyfikować gatunki.Until now, the most frequently used method of molecular identification of nematodes was PCR-RFLP (Restriction Fragments Length Polymorphism). The restriction fragment length polymorphism method uses restriction enzymes that cut the DNA strand at a specific site for itself. Differences in the length of the cut DNA fragments indicate variability. Powers T.O., Szalanski A.L., Mullin P.G., Harris T.S., Bertoldi T., and Griesbach J.A. Identification of Seed Gall Nematodes of Agronomic and Regulatory Concern with PCR-RFLP of ITS11. Journal of Nematology 33 (4): 191-194. 2001 analyzed 18 populations belonging to the genus Anguina with this method. For identification, they used seven restriction enzymes Alu I, Bsr I, Eco RI, Hae III, Hha I, Hinf I and Taq I, which allowed them to identify the species.
Cbjvh Umarao, Sharma Amita, Rao S.B. w swojej publikacji z 2009 roku RAPD-PCR Analysis of Genetic Similarity Between Males and Females of Anguina tritici. Indian Journal of Nematology, 2009Cbjvh Umarao, Sharma Amita, Rao S.B. in his 2009 publication RAPD-PCR Analysis of Genetic Similarity Between Males and Females of Anguina tritici. Indian Journal of Nematology, 2009
PL 233 839 Β1PL 233 839 Β1
39(1): 90-97 zastosowali metodę RAPD - Randomly Amplified Polymorphic DNA (metoda losowej amplifikacji polimorficznego DNA). Metoda ta wykorzystuje tylko jeden krótki (około 10-20 nukleotydów) starter, przebiega w niższej temperaturze (około 35°C), ale jednocześnie wymaga zwiększonej ilości cykli w stosunku do standardowego PCR - aż 40-50. W wyniku analizy elektroforetycznej uzyskuje się różnej długości prążki, których układ jest charakterystyczny dla osobnika i stanowi coś w rodzaju odcisku palca (fingerprint).39 (1): 90-97 used the RAPD method - Randomly Amplified Polymorphic DNA (method of random amplification of polymorphic DNA). This method uses only one short (about 10-20 nucleotides) primer, runs at a lower temperature (about 35 ° C), but at the same time requires an increased number of cycles compared to standard PCR - as much as 40-50. As a result of electrophoretic analysis, bands of various lengths are obtained, the arrangement of which is characteristic for an individual and is something like a fingerprint.
W pracach Wendt K.R., Vrain T.C. & Webster J.M. (1993). Separation of three species of Ditylenchus and some host races of D. dipsaci by restriction fragment length polymorphism. Journal of Nematology 25, 555-563 oraz Marek M., Zouhar M., Rysanek P. & Havranek P. (2005). Analysis of ITS sequences of nuclear rDNA and development of a PCR-based assay for the rapid identification of the stem nematode Ditylenchus dipsaci (Nematoda: Anguinidae) in plant tissues. Helminthologia 42, 49-56 zostały opisane startery i enzymy restrykcyjne do identyfkacji Ditylenchus dipsaci.In the works of Wendt K.R., Vrain T.C. & Webster J.M. (1993). Separation of three species of Ditylenchus and some host races of D. dipsaci by restriction fragment length polymorphism. Journal of Nematology 25, 555-563 and Marek M., Zouhar M., Rysanek P. & Havranek P. (2005). Analysis of ITS sequences of nuclear rDNA and development of a PCR-based assay for the rapid identification of the stem nematode Ditylenchus dipsaci (Nematoda: Anguinidae) in plant tissues. Helminthology 42, 49-56, primers and restriction enzymes for the identification of Ditylenchus dipsaci have been described.
Startery do identyfikacji /7. varicaudatus opisała Schrek-Reis w 2010 roku Schreck Reis C., Vieira Dos Santos M.C., Marais M., Santos M.S., Duyts H., Freitas H., Van Der Putten W., Abrantes I.M. 2010. First record of Helicotylenchus varicaudatus Yuen, 1964 (Nematoda: Hoplolaimidae) parasitizing Ammophila arenaria (L.) in Portuguese coastal sand dunes. Phytopathol. Mediterr. 49: 212-226. Identyfikacja B. dubius wciąż opiera się na cechach morfologicznych.Identification primers / 7. varicaudatus was described by Schrek-Reis in 2010, Schreck Reis C., Vieira Dos Santos M.C., Marais M., Santos M.S., Duyts H., Freitas H., Van Der Putten W., Abrantes I.M. 2010. First record of Helicotylenchus varicaudatus Yuen, 1964 (Nematoda: Hoplolaimidae) parasitizing Ammophila arenaria (L.) in Portuguese coastal sand dunes. Phytopathol. Mediterr. 49: 212-226. Identification of B. dubius is still based on morphological features.
W stanie techniki istnieje nadal potrzeba dostarczenia narzędzia umożliwiającego detekcję wybranych gatunków nicieni nie identyfikowanych metodami genetycznymi, jak również dostarczenia udoskonalonego sposobu identyfikacji tych gatunków nicieni, które są wykrywane znanymi technikami genetycznymi, natomiast nie zapewniają wysokiej precyzyjności i nie wykluczają błędów w analizie.In the state of the art, there is still a need to provide a tool enabling the detection of selected nematode species that are not genetically identified, as well as an improved method of identifying those nematode species that are detected by known genetic techniques, but do not ensure high precision and do not exclude errors in analysis.
Celem wynalazku jest dostarczenie sposobu umożliwiającego identyfikację gatunków nicieni z dużą czułością i specyficznością. Celem wynalazku jest również dostarczenie sposobu identyfikacji nicieni, które nie były dotychczas wykrywane metodami analizy materiału genetycznego badanych gatunków. Celem wynalazku jest również dostarczenie nowych sekwencji nukleotydowych starterów i sond bądź nieoczywistego wyboru znanych sekwencji i sond, mających zastosowanie w sposobie wykrywanie nicieni techniką PCR, zwłaszcza Real-Time PCR, niezależnie od rodzaju prób badanych, ich pochodzenia i przeznaczenia oraz stadium rozwoju.The object of the invention is to provide a method that allows the identification of nematode species with high sensitivity and specificity. The aim of the invention is also to provide a method for the identification of nematodes which have not been detected so far by methods of analyzing the genetic material of the species tested. It is also an object of the invention to provide new nucleotide sequences of primers and probes or a non-obvious selection of known sequences and probes, applicable in the method of detecting nematodes by PCR, especially Real-Time PCR, regardless of the type of test, their origin and purpose, and the stage of development.
Powyższe cele zrealizowano w niniejszym wynalazku.The above objectives have been achieved in the present invention.
Przedmiotem wynalazku jest sposób identyfikacji nicieni w próbce gleby wybranych z grupy zawierającej gatunki Anguina tritici, Bitylenchus dubius, Helicotylenchus varicaudatus, obejmujący następujące etapy:The subject of the invention is a method of identifying nematodes in a soil sample selected from the group consisting of species Anguina tritici, Bitylenchus dubius, Helicotylenchus varicaudatus, comprising the following steps:
1) dostarczenie próbki gleby zawierającej nicienie do identyfikacji;1) providing a soil sample containing nematodes for identification;
2) wypłukanie nicieni z gleby;2) rinsing the nematodes from the soil;
3) izolację DNA;3) DNA isolation;
4) przeprowadzenie reakcji PCR, zwłaszcza Real-Time PCR, z zastosowaniem pary starterów 3' i 5' oraz sondy;4) performing PCR reactions, especially Real-Time PCR, using a pair of 3 'and 5' primers and a probe;
5) porównanie krzywej amplifikacji badanej próby z krzywymi amplifikacji próby zerowej oraz kontroli negatywnej, przy czym do identyfikacji jednego z powyższych gatunków nicieni w reakcji PCR, zwłaszcza Real-Time PCR, stosuje się właściwe dla danego gatunku startery 3' i 5' oraz sondę wybrane z listy:5) comparison of the amplification curve of the tested sample with the amplification curves of the blank sample and the negative control, with the identification of one of the above species of nematodes in the PCR reaction, especially Real-Time PCR, with the use of 3 'and 5' primers appropriate for a given species and a selected probe from the list:
5’ starter 3* starter Sonda5 'starter 3 * starter Probe
GatunekType
Przedmiotem wynalazku jest również zestaw do identyfikacji nicieni wybranych z grupy obejmującej gatunki Anguina tritici, Bitylenchus dubius, Helicotylenchus varicaudatus, metodą PCR, zwłaszcza Real-Time PCR, zawierający właściwe dla danego gatunku startery 3' i 5' oraz sondę wybrane z listy:The subject of the invention is also a kit for the identification of nematodes selected from the group consisting of Anguina tritici, Bitylenchus dubius, Helicotylenchus varicaudatus species, by PCR, especially Real-Time PCR, containing species-specific 3 'and 5' primers and a probe selected from the list:
PL 233 839 Β1PL 233 839 Β1
5’ starter 3’ starter Sonda5 'starter 3' starter Poll
GatunekType
i sondę. Stężenie starterów w mieszaninie reakcyjnej wynosi 1-2 μΜ, sondy 50-100 nM, jonów magnezu 2-5 mM. Reakcję prowadzi się przy temperaturze przyłączania starterów 55-60°C, w objętości mieszaniny reakcyjnej 10-20 μΙ, przy zastosowaniu od 35 do 40 cykli reakcji. Identyfikacji produktów dokonuje się poprzez porównanie krzywych amplifikacji badanej próby z krzywymi amplifikacji próby zerowej.and a probe. The concentration of primers in the reaction mixture is 1-2 μM, probes 50-100 nM, magnesium ions 2-5 mM. The reaction is carried out at an annealing temperature of the primers of 55-60 ° C, in a volume of the reaction mixture of 10-20 µΙ, using 35 to 40 reaction cycles. Product identification is accomplished by comparing the amplification curves of the test sample with the amplification curves of the blank.
Nazwom sekwencji starterów oraz sond odpowiadają kolejne numery sekwencji: Atrifv (SEKW NR ID: 1), Atrirv (SEKW NR ID: 2), Atri (SEKW NR ID: 3), Bdufv (SEKW NR ID: 4), Bdurv (SEKW NR ID: 5), Bdu (SEKW NR ID: 6), Hvafv (SEKW NR ID: 7), Hvarv (SEKW NR ID: 8), Hva (SEKW NR ID: 9).The names of the primer and probe sequences correspond to the sequential sequence numbers: Atrifv (SEQ ID NO: 1), Atrirv (SEQ ID NO: 2), Atri (SEQ ID NO: 3), Bdufv (SEQ ID NO: 4), Bdurv (SEQ ID NO: 5), Bdu (SEQ ID NO: 6), Hvafv (SEQ ID NO: 7), Hvarv (SEQ ID NO: 8), Hva (SEQ ID NO: 9).
Fig. 1 przedstawia krzywe amplifikacji dla Anguina tritici.Fig. 1 shows the amplification curves for Anguina tritici.
Fig. 2 przedstawia krzywe amplifikacji dla Bitylenchus dubius.Fig. 2 shows the amplification curves for Bitylenchus dubius.
Fig. 3 przedstawia krzywe amplifikacji dla Helicotylenchus varicaudatus.Fig. 3 shows the amplification curves for Helicotylenchus varicaudatus.
Poniżej podano przykłady identyfikacji każdego z wchodzących w skład zestawu gatunków nicieni. Każdorazowo identycznym warunkom izolacji i amplifikacji poddawano próbę zerową (dejonizowana H2O wolna od nukleaz) oraz próbę ujemną. Materiałem dla próby ujemnej było DNA gatunku nicienia należącego do tego samego rodzaju co badany, mieszanina równych ilości DNA nicieni należących do tego samego gatunku co badany gatunek lub w przypadku braku gatunków należących do tego samego rodzaju, gatunek z tej samej rodziny.Examples of identifying each of the nematode species included in the set are given below. In each case, the same isolation and amplification conditions were applied to the blank (deionized H2O free from nuclease) and the negative sample. The material for the negative sample was DNA of a nematode species belonging to the same genus as the tested species, a mixture of equal amounts of nematode DNA belonging to the same species as the tested species, or in the absence of species belonging to the same genus, a species from the same family.
Przykład 1Example 1
Identyfikacja nicieni z gatunku Anguina triticiIdentification of nematodes of the species Anguina tritici
DNA izolowano przy użyciu komercyjnych zestawów do izolacji DNA NucleoSpin Tissue XS firmy Macherey-Nagel. W reakcji użyto starterów i sondy o następujących sekwencjach:DNA was isolated using Macherey-Nagel's commercial NucleoSpin Tissue XS DNA isolation kits. The reaction used primers and probes with the following sequences:
Reakcję Real Time PCR przeprowadzano w mieszaninie o objętości 20 μΙ w aparacie RotorGene 6000 firmy Qiagen przy użyciu odczynników z zestawu LuminoCt qPCR ReadyMix (Sigma-Aldrich) w następujących ilościach:The Real Time PCR reaction was performed in a 20 μΙ mixture in a Qiagen RotorGene 6000 apparatus using reagents from the LuminoCt qPCR ReadyMix kit (Sigma-Aldrich) in the following amounts:
- H2O wolna od nukleaz do objętości 20 μΙ,- Nuclease-free H2O up to a volume of 20 μΙ,
- 2 μ110,0 μΜ każdego ze starterów Atrifv i Atrirv,- 2 μ110.0 μΜ of each Atrifv and Atrirv primers,
- 1 μΙ 4,0 μΜ sondy Atri znakowanej na końcu 5' barwnikiem JOE, a 3'-końcu wygaszaczem HBQ1,- 1 μΙ 4.0 μΜ Atri probe labeled at the 5 'end with JOE dye, and at the 3' end with HBQ1 quencher,
- 10 μΙ 2X LuminoCt qPCR ReadyMix (Sigma-Aldrich),- 10 μΙ 2X LuminoCt qPCR ReadyMix (Sigma-Aldrich),
- 2 μΙ DNA.- 2 μΙ DNA.
Mieszaninę reakcyjną umieszczano w probówce o objętości 20 μΙ, umieszczano w rotorze termocyklera RotorGene 6000 i przeprowadzano reakcję amplifikacji w 40 cyklach w następujących warunkach:The reaction mixture was placed in a 20 μΙ tube, placed in the rotor of a RotorGene 6000 thermal cycler, and the amplification reaction was performed for 40 cycles under the following conditions:
PL 233 839 Β1PL 233 839 Β1
Kontrolę negatywną stanowiła mieszanka równych objętości roztworów DNA: Ditylenchus destructor, Ditylenchus dipsaci (2 μΙ DNA).The negative control was a mixture of equal volumes of DNA solutions: Ditylenchus destructor, Ditylenchus dipsaci (2 μΙ DNA).
Krzywe amplifikacji uzyskane w wyniku przeprowadzonej analizy przedstawiono na fig. 1The amplification curves obtained from the performed analysis are shown in Fig. 1
Przykład 2Example 2
Identyfikacja nicieni z gatunku Bitylenchus dubiusIdentification of the nematodes of the species Bitylenchus dubius
Warunki izolacji i amplifikacji odpowiadały warunkom przedstawionym w przykładzie 1. W reakcji Real-Time PCR użyto następujących starterów i sondy:The isolation and amplification conditions were as set out in Example 1. The following primers and probes were used in the Real-Time PCR reaction:
Kontrolę negatywną stanowiła mieszanka równych objętości roztworów DNA: Bitylenchus bryobius, Bitylenchus parvus.The negative control was a mixture of equal volumes of DNA solutions: Bitylenchus bryobius, Bitylenchus parvus.
Krzywe amplifikacji uzyskane w wyniku przeprowadzonej analizy przedstawiono na fig. 2.The amplification curves obtained from the performed analysis are shown in Fig. 2.
Przykład 3Example 3
Identyfikacja nicieni z gatunku Helicotylenchus yaricaudatusIdentification of the nematodes of the species Helicotylenchus yaricaudatus
Warunki izolacji i amplifikacji odpowiadały warunkom przedstawionym w przykładzie 1. W reakcji Real-Time PCR użyto następujących starterów i sondy:The isolation and amplification conditions were as set out in Example 1. The following primers and probes were used in the Real-Time PCR reaction:
Kontrolę negatywną stanowiła mieszanka równych objętości roztworów DNA: Helicotylenchus exallus, Helicotylenchus pseudorobustus, Helicotylenchus yulgaris. Krzywe amplifikacji uzyskane w wyniku przeprowadzonej analizy przedstawiono na fig. 3.The negative control was a mixture of equal volumes of DNA solutions: Helicotylenchus exallus, Helicotylenchus pseudorobustus, Helicotylenchus yulgaris. The amplification curves obtained from the performed analysis are presented in Fig. 3.
Rozwiązanie według wynalazku pozwala na wykrycie nicieni w glebie w przeciągu kilku godzin, uwzględniając w tym etapy przygotowania prób, izolacji DNA oraz reakcji Real-Time PCR. Metodę według wynalazku można zastosować do identyfikacji wyżej wymienionych gatunków nicieni niezależnie od rodzaju prób badanych, ich pochodzenia i przeznaczenia oraz stadium rozwoju.The solution according to the invention allows the detection of nematodes in soil within a few hours, including the stages of sample preparation, DNA isolation and Real-Time PCR. The method according to the invention can be used to identify the abovementioned species of nematodes irrespective of the type of test, their origin and destination, and the stage of development.
Proponowany zestaw sond pozwala identyfikować wyżej wymienione gatunki nicieni w reakcji Real Time PCR, która jest znacznie czulsza i szybsza od innych metod PCR. Zastosowanie w reakcji Real Time PCR sond znacznie zwiększa specyficzność reakcji w stosunku do reakcji Real Time PCR z barwnikami fluorescencyjnymi.The proposed set of probes enables the identification of the above-mentioned species of nematodes in the Real Time PCR reaction, which is much more sensitive and faster than other PCR methods. The use of probes in the Real Time PCR reaction significantly increases the specificity of the reaction in relation to the Real Time PCR reaction with fluorescent dyes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL410979A PL233839B1 (en) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | Method and a kit for identification of nematodes, pests of grains and grasses, by Real Time PCR based method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL410979A PL233839B1 (en) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | Method and a kit for identification of nematodes, pests of grains and grasses, by Real Time PCR based method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL410979A1 PL410979A1 (en) | 2016-07-18 |
PL233839B1 true PL233839B1 (en) | 2019-11-29 |
Family
ID=56370098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL410979A PL233839B1 (en) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | Method and a kit for identification of nematodes, pests of grains and grasses, by Real Time PCR based method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL233839B1 (en) |
-
2015
- 2015-01-16 PL PL410979A patent/PL233839B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL410979A1 (en) | 2016-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102128651B1 (en) | Detection set for dengue virus serotypes using multiplex real-time pcr and detection method thereof | |
JP2007275016A (en) | METHOD FOR QUICKLY MEASURING CYTOKERATIN 19 (CK19) mRNA, AND PRIMER AND PROBE THEREFOR | |
US20240002923A1 (en) | Methods and kits for determining the efficiency of plasma separation from whole blood | |
PL233839B1 (en) | Method and a kit for identification of nematodes, pests of grains and grasses, by Real Time PCR based method | |
PL233894B1 (en) | Method and a kit for identification of Merlinius microdorus nematode, pest of grains and grasses, by Real Time PCR based method | |
PL230915B1 (en) | Method and a kit for identification of nematodes, root crop pests, by Real Time PCR based method | |
PL233885B1 (en) | Method and a kit for identification of Merlinius brevidens nematode, pest of grains and grasses, by Real Time PCR based method | |
PL230914B1 (en) | Method and a kit for identification of nematodes, forest plant pests, preferably coniferous trees, by Real Time PCR based method | |
PL233886B1 (en) | Method and a kit for identification of Geocenamus longus nematode, forest plants pest, by the Real Time PCR based method | |
PL232392B1 (en) | Method and a kit for identification of Bursaphelenchus fraudulentus nematode, forest plants pest, by the Real Time PCR based method | |
PL233892B1 (en) | Method and a kit for identification of Longidorus eonymus nematode that is harmful to fruit trees and bushes, by Real Time PCR based method | |
PL233888B1 (en) | Method and a kit for identification of Paralongidorus maximus nematode that is harmful to fruit trees and bushes, by Real Time PCR based method | |
PL231511B1 (en) | Method and a kit for identification of Bursaphelenchus tiliae nematode, forest plants pest, by the Real Time PCR based method | |
PL231513B1 (en) | Method and a kit for identification of Longidorus poessneckensis nematode that is harmful to fruit trees and bushes, by Real Time PCR based method | |
PL231509B1 (en) | Method and a kit for identification of Paraphelenchus tritici nematode, mushroom pests, by the Real Time PCR based method | |
PL233889B1 (en) | Method and a kit for identification of Paraphelenchus myceliophthorus nematode, mushroom pests, by the Real Time PCR based method | |
PL232391B1 (en) | Method and a kit for identification of Bursaphelenchus hofmanni nematode, forest plants pest, by the Real Time PCR based method | |
PL231512B1 (en) | Method and a kit for identification of Longidorus intermedius nematode that is harmful to fruit trees and bushes, by Real Time PCR based method | |
PL233891B1 (en) | Method and a kit for identification of Geocenamus curvatum nematode, forest plants pest, by the Real Time PCR based method | |
PL232393B1 (en) | Method and a kit for identification of Paratrichodorus pachydermus nematode, plant pest, by the Real Time PCR based method | |
PL233887B1 (en) | Method and a kit for identification of Aphelenchoides sacchari nematode, mushroom pests, by the Real Time PCR based method | |
PL233893B1 (en) | Method and a kit for identification of Heterodera goettingiana nematode, important farm plants pest, by the Real Time PCR based method | |
PL232394B1 (en) | Method and a kit for identification of Xiphinema diversicaudatum nematode that is harmful to fruit trees and bushes, by Real Time PCR based method | |
PL231510B1 (en) | Method and a kit for identification of Rotylenchus capitatus nematode, forest plants pest, by the Real Time PCR based method | |
PL233836B1 (en) | Method and a kit for identification of nematodes that are harmful to fruit trees and bushes, by Real Time PCR based method |