PL239135B1 - Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis sp. oraz sposób jego wykrywania - Google Patents

Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis sp. oraz sposób jego wykrywania Download PDF

Info

Publication number
PL239135B1
PL239135B1 PL431985A PL43198519A PL239135B1 PL 239135 B1 PL239135 B1 PL 239135B1 PL 431985 A PL431985 A PL 431985A PL 43198519 A PL43198519 A PL 43198519A PL 239135 B1 PL239135 B1 PL 239135B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
detection
botrytis
molecular probe
oligonucleotide primers
detecting
Prior art date
Application number
PL431985A
Other languages
English (en)
Other versions
PL431985A1 (pl
Inventor
Jacek Panek
Magdalena Frąc
Dominika Malarczyk
Original Assignee
Inst Agrofizyki Im Bohdana Dobrzanskiego Polskiej Akademii Nauk
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 Inst Agrofizyki Im Bohdana Dobrzanskiego Polskiej Akademii Nauk filed Critical Inst Agrofizyki Im Bohdana Dobrzanskiego Polskiej Akademii Nauk
Priority to PL431985A priority Critical patent/PL239135B1/pl
Publication of PL431985A1 publication Critical patent/PL431985A1/pl
Publication of PL239135B1 publication Critical patent/PL239135B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/6895Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2531/00Reactions of nucleic acids characterised by
    • C12Q2531/10Reactions of nucleic acids characterised by the purpose being amplify/increase the copy number of target nucleic acid
    • C12Q2531/113PCR

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania patogenów grzybowych należących do rodzaju Botrytis z zastosowaniem reakcji łańcuchowej polimerazy z detekcją w czasie rzeczywistym (qPCR), a także sposób wykrywania obecności tych patogenów.
Grzyby z rodzaju Botrytis należą do fitopatogenów o zasięgu światowym i mogą infekować co najmniej 200 gatunków roślin, w tym wiele ważnych rolniczo i cennych ekonomicznie upraw, do których zaliczyć należy również plantacje owoców miękkich, w tym truskawek. Grzyby z rodzaju Botrytis niszczą roślinę, prowadząc do poważnych strat w plonach i powodują obniżenie jakości wielu upraw, a zwłaszcza owoców (Williamson B., Tudzynski B., Tudzynski P., Van Kan J., 2007. Botrytis cinerea: the cause of grey mould disease. Molecular Plant Pathology, 8, 561-580). Wykrycie grzybów z rodzaju Botrytis na wczesnych etapach zakażenia jest bardzo istotne dla utrzymania wydajności i jakości owoców, a także dla kontroli rozprzestrzeniania się patogenów (Mararczyk D., Panek J., Frąc M., 2019. Alternative Molecular-Based Diagnostic Methods of Plant Pathogenic Fungi Affecting Berry Crops-A Review. Molecules, 24, 1200, doi: 10.3390/molecules).
Do metod najczęściej wykorzystywanych w detekcji grzybów z rodzaju Botrytis należą metody oparte o konwencjonalną łańcuchową reakcję polimerazy (PCR) (Rigotti S., Gindro K., Richter H., Viret O., 2002. Characterizarion of molecular markers for specific and sensitive detection of Botrytis cinerea Pers.: Fr. in strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) using PCR. FEMS Microbiology Letters, 209, 169-174), ilościową łańcuchową reakcję polimerazy (qPCR) (Suarez M. B., Walsh K., Boonham N., ONeil T., Pearson S., Barker I., 2005. Development of realtime PCR (TaqMan) assays for the detection and quantification of Botrytis cinerea in planta. Plant Physiology and Biochemistry, 43, 890-899), metody oparte o immunodetekcję (Obanor F. O., Walter M., Waipara N. W., Cernusko R., 2002, Rapid method for the detection and quantification of Botrytis cinerea in plant tissues. New Zealand Plant Protection 55, 150-153) oraz metody izotermicznej amplifikacji wykorzystującej zapętlenie (LAMP) (Duan Y. B., Ge C. Y., Zhang X. K., Wang J. X., Zhou M. G., 2014. Development and Evaluation of a Novel and Rapid Detection Assay for Botrytis cinerea Based on Loop-Mediated Isothermal Amplification. PlosONE, 9, 10, e11109). Jednakże wymienione dostępne w literaturze metody umożliwiające identyfikację grzybów z rodzaju Botrytis oparte są o inne markery lub startery i charakteryzują się zmienną specyficznością i czułością. Ponadto, testy detekcji wymienionych grzybów opracowywane są najczęściej dla czystych kultur bez oceny ich przydatności do detekcji na próbkach środowiskowych, w których występują inne grzyby towarzyszące uprawom roślin w danej lokalizacji lub kontaminowanych różnymi patogenami, albo sprawdzane są na pojedynczych specyficznych matrycach środowiskowych.
Startery oraz sonda molekularna zostały zaprojektowane w oparciu o sekwencje genu kodującego region D2 dużej podjednostki rybosomalnego RNA, uzyskane z izolatów grzybów należących do rodzaju Botrytis pochodzących z roślin, owoców i korzeni truskawki oraz z gleby spod upraw truskawek.
Istotę wynalazku stanowią startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania patogenów grzybowych należących do rodzaju Botrytis o sekwencjach nr 1,2 i 3, jak przedstawiono na liście sekwencji.
Istotą sposobu wykrywania patogenów grzybowych należących do rodzaju Botrytis jest zastosowanie w reakcji qPCR, pary starterów oligonukleotydowych o sekwencjach nr 1 i 2 oraz sondy molekularnej o sekwencji nr 3, sekwencje przedstawione na liście sekwencji, w wyniku której dochodzi do amplifikacji określonego fragmentu DNA, po czym dokonuje się specyficznej detekcji otrzymanego produktu amplifikacji poprzez odczyt fluorescencji o długości fali 520 nm, po wzbudzeniu światłem o długości fali 495 nm.
Zastosowanie wymienionych starterów oligonukleotydowych oraz sondy molekularnej do przeprowadzenia reakcji łańcuchowej polimerazy z detekcją w czasie rzeczywistym, przebiegającej w ściśle określonych warunkach według wynalazku, umożliwia amplifikację produktu o długości 320 par zasad. Podstawową zaletą opracowanego systemu detekcji jest fakt, że został on zwalidowany nie tylko na czystych szczepach grzybów, ale również na próbkach środowiskowych, w szczególności glebie oraz fragmentach roślin, korzeniach i owocach truskawki, w których stwierdzono obecność grzyba patogenicznego z rodzaju Botrytis.
Wynalazek jest bliżej pokazany w przykładzie wykonania i rysunku, na którym:
- Fig. 1 przedstawia sekwencję nukleotydową fragmentu DNA amplifikowanego w reakcji qPCR przeprowadzonej z zastosowaniem oligonukleotydów o sekwencjach nr 1 i 2;
PL 239 135 B1
- Fig. 2 przedstawia wykres wzrostu fluorescencji w wyniku amplifikacji materiału genetycznego Botrytis sp. w obecności starterów o sekwencjach nr 1 i 2 oraz sondy molekularnej o sekwencji nr 3.
Materiał biologiczny wykorzystywany w procesie detekcji stanowi gleba, korzenie, fragmenty roślin, owoce, fragmenty grzybni lub zarodniki mikroorganizmu. DNA uzyskane w wyniku przeprowadzenia procedury izolacji stosowane jest jako matryca do amplifikacji. Reakcję qPCR przeprowadza się w mieszaninie reakcyjnej o następującym składzie: woda dejonizowana wolna od nukleaz, master mix do reakcji qPCR zawierający w składzie polimerazę Taq DNA typu HotStart, kofaktor enzymu - jony Mg2+, dNTP oraz bufor, matrycowe DNA oraz parę oligonukleotydowych starterów (0,3 μM) o sekwencjach nr 1 i 2, sondę molekularną (0,15 μM) o sekwencji nr 3 i termolabilną uracyl-N-gikozylazę (0,01 U/μl). Amplifikację przeprowadza się z zastosowaniem następującego profilu termicznego: UNG - 37°C przez 2 minuty, wstępna denaturacja, dezaktywacja UNG i aktywacja polimerazy Taq DNA: 95°C przez 12 minut, następnie 40 cykli: denaturacja - 95°C przez 5 sekund, przyłączanie starterów, elongacja i odczyt fluorescencji - 60°C przez 2 minuty lub innego profilu termicznego umożliwiającego uzyskanie powielania DNA i detekcji z oligonukleotydami stanowiącymi przedmiot tego wynalazku. Sekwencja zamplifikowanego fragmentu DNA przedstawiona jest na Fig. 1.
Obecność oczekiwanego produktu o długości 320 par zasad potwierdza się poprzez zastosowanie dowolnego termocyklera typu real-time PCR umożliwiającego wzbudzenie mieszaniny reakcyjnej światłem o długości fali 495 nm i odczyt fluorescencji o długości fali 520 nm.
Sposób stwierdzania obecności materiału genetycznego patogenów grzybowych należących do rodzaju Botrytis w badanej próbce według wynalazku ilustruje zamieszczony poniżej przykład.
A. Izolacja DNA z fragmentów roślin, korzeni i owoców truskawki, grzybni oraz gleby
Izolację DNA przeprowadzono z wykorzystaniem komercyjnego zestawu do izolacji DNA z próbek środowiskowych (FastDNA Spin Kit for Faeces - MP Biomedicals).
250 mg tkanki roślinnej/grzybowej lub 500 mg gleby wprowadzano do probówek o pojemności 2 ml, zawierających matrycę złożoną z kulek ceramicznych o średnicy 1,4 mm, kulek krzemionkowych o średnicy 0,1 mm oraz 1 kulki szklanej o średnicy 4 mm. Próbki następnie płukano w buforze fosforanowo-sodowym (825 μl) z odczynnikiem PLS (275 μl). Następnie wirowano (5 minut, 14 000 x g) i zlewano supernatant. Dodano bufor fosforanowo-sodowy (978 μl) i bufor MT (122 μl), po czym próbki homogenizowano w aparacie FastPrep24 w warunkach: 40 s, 6 m/s. Próbki następnie wirowano (15 minut, 14 000 x g), a supernatant przenoszono do nowych probówek zawierających bufor PPS (250 μl). Próbki mieszano poprzez odwracanie i inkubowano (10 minut w temperaturze 4°C). Mieszaninę wirowano (2 minuty, 14 000 x g), a następnie supernatant przenoszono do nowej probówki o pojemności 5 ml, zawierającej odczynnik Binding Matrix Solution (1 ml). Próbki następnie mieszano na rotatorze (5 minut), wirowano (2 minuty, 14 000 x g) i zlewano supernatant. Osad płukano buforem płuczącym (Wash Buffer #1, 1 ml). Otrzymaną zawiesinę dwukrotnie przenoszono na kolumnę separacyjną (SPIN Filter), wirowano (1 minutę, 14 000 x g) i wylewano przesącz. Filtr następnie płukano drugim buforem płuczącym (Wash Buffer #2, 500 μl), wirowano (2 minuty, 14 000 x g) i wylewano przesącz. Filtr ponownie wirowano (2 minuty, 14 000 x g), a następnie przenoszono filtr do nowej probówki. Na filtr nanoszono bufor elucyjny (TES, 100 μl) i wirowano (2 minuty, 14 000 x g). Uzyskany przesącz, zawierający wyekstrahowane DNA, rozcieńczano 10-krotnie wodą dejonizowaną wolną od nukleaz.
B. Przygotowanie próbek do amplifikacji
DNA wyizolowane według powyższej procedury wykorzystano jako matrycę dla reakcji qPCR. Do probówki o pojemności 0,1 ml dodano 4 μl wyizolowanego DNA. Reakcje przeprowadzono w termocyklerze 7500 FAST (AppliedBiosystems) w objętości 20 μl mieszaniny reakcyjnej zawierającej: wodę dejonizowaną wolną od nukleaz, master mix MP qPCR Master Mix (2x) (EURx), parę oligonukleotydowych starterów (0,3 μM) o sekwencjach nr 1 i 2, sondę molekularną o sekwencji nr 3, termolabilną uracyl-N-gikozylazę (0,1 U/μl). Ponadto, ze względu na wykorzystany termocykler, mieszanina reakcyjna zawierała barwnik referencyjny ROX (30 nM). Probówki wprowadzono na blok termocyklera stosując następujący profil termiczny: 37°C przez 2 minuty, 95°C przez 12 minut, następnie 40 cykli: 95°C przez 5 sekund, 60°C przez 2 minuty.
PL239 135 Β1
C. Wizualizacja wyników amplifikacji za pomocą detekcji fluorescencji w trakcie trwania reakcji
W trakcie trwania reakcji, po każdym cyklu aparat zbierał dane dotyczące fluorescencji mieszaniny reakcyjnej. Pozytywny wynik reakcji obserwowano jako wystąpienie wzrostu fluorescencji ponad poziom bazowy i pojawienie się krzywej amplifikacji. Uzyskany dla badanego materiału wynik identyfikacji z zastosowaniem oligonukleotydów, sondy molekularnej i metody stanowiącej przedmiot wynalazku przedstawia Fig. 2.
LISTA SEKWENCJI
Sekwencja nr 1
D2LSU_F: 5’ AGA CCG ATA GCG MAC AAG 3'
Sekwencja nr 2
D2LSU R: 5’ CTT GGT CCG TGT TTC AAG 3’
Sekwencja nr 3
BotrytisóFAM: 6FAM 5’ TCAGGGTCTCGTACCCTGTGTACTT 3’ BHQ-l

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania patogenów grzybowych należących do rodzaju Botrytis o sekwencjach nr 1,2 i 3, przedstawionych na liście sekwencji.
  2. 2. Sposób wykrywania fitopatogenicznego grzyba z rodzaju Botrytis, w którym w reakcji qPCR z zastosowaniem pary starterów i sondy molekularnej dochodzi do amplifikacji określonego fragmentu DNA, objawiającej się pojawieniem się krzywej amplifikacji, potwierdzając detekcję powstałego produktu, znamienny tym, że parę starterów i sondę stanowią startery oligonukleotydowe i sonda molekularna jak określono w zastrz. 1.
PL431985A 2019-11-28 2019-11-28 Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis sp. oraz sposób jego wykrywania PL239135B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431985A PL239135B1 (pl) 2019-11-28 2019-11-28 Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis sp. oraz sposób jego wykrywania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431985A PL239135B1 (pl) 2019-11-28 2019-11-28 Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis sp. oraz sposób jego wykrywania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL431985A1 PL431985A1 (pl) 2021-05-31
PL239135B1 true PL239135B1 (pl) 2021-11-08

Family

ID=76133048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL431985A PL239135B1 (pl) 2019-11-28 2019-11-28 Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis sp. oraz sposób jego wykrywania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL239135B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL431985A1 (pl) 2021-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Böhm et al. 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
US10415096B2 (en) Method for simultaneous detection of bacteria and fungi in a biological preparation by PCR, primers as well as bacteria and fungi detection kit
PL239135B1 (pl) Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis sp. oraz sposób jego wykrywania
KR102212379B1 (ko) 포도에서 발생하는 3종의 바이러스 검출을 위한 프라이머 세트 및 이를 이용한 바이러스 검출 방법
KR100744699B1 (ko) 인삼점무늬병균 알타나리아 파낙스 동정 및 검출용 특이적프라이머
PL238698B1 (pl) Startery oligonukleotydowe hybrydyzujące w obrębie genu Cyp51 do wykrywania patogenu grzybowego pszenicy Zymoseptoria tritici powodującego septoriozę paskowaną liści oraz sposób jego wykrywania
PL239138B1 (pl) Startery oligonukleotydowe oraz sondy molekularne do jednoczesnego wykrywania fitopatogenicznych grzybów Botrytis sp., Colletotrichum sp., Verticillium sp. oraz sposób ich wykrywania
US20150292039A1 (en) Method to amplify nucleic acids of fungi to generate fluorescence labeled fragments of conserved and arbitrary products
PL248973B1 (pl) Para starterów oligonukleotydowych do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Colletotrichum acutatum oraz sposób jego wykrywania
PL239137B1 (pl) Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Verticillium sp. oraz sposób jego wykrywania
PL239141B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Phytophthora sp. oraz sposób jego wykrywania
PL242988B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania fitopatogenicznych mikroorganizmów Phytophthora SPP. oraz sposób ich wykrywania
PL239142B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Verticillium sp. oraz sposób jego wykrywania
PL239136B1 (pl) Startery oligonukleotydowe oraz sonda molekularna do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Colletotrichum sp. oraz sposób jego wykrywania
PL239139B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Botrytis cinerea oraz sposób jego wykrywania
PL239140B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania fitopatogenicznego grzyba Colletotrichum sp. oraz sposób jego wykrywania
EP3956455B1 (en) Method and kit for the identification of vaccinium myrtillus
KR102926935B1 (ko) 빌베리의 확인을 위한 방법 및 키트
PL238696B1 (pl) Startery oligonukleotydowe hybrydyzujące w obrębie genu Rpb2 do wykrywania patogenu grzybowego pszenicy Zymoseptoria tritici powodującego septoriozę paskowaną liści oraz sposób jego wykrywania
RU2814814C2 (ru) Способ и набор для идентификации Vaccinium myrtillus
PL238697B1 (pl) Startery oligonukleotydowe hybrydyzujące w obrębie genu SdhB do wykrywania patogenu grzybowego pszenicy Zymoseptoria tritici powodującego septoriozę paskowaną liści oraz sposób jego wykrywania
PL242987B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania fitopatogenicznych mikroorganizmów Phytophthora cactorum oraz sposób ich wykrywania
HK40060728A (en) Method and kit for the identification of vaccinium myrtillus
PL232070B1 (pl) Startery oligonukleotydowe do wykrywania patogena grzybowego pszenicy Puccinia striiformis oraz sposób jego wykrywania
KR101823301B1 (ko) 배 검은별무늬병균 검출을 위한 등온증폭반응용 프라이머 세트 및 이의 용도