RU2386698C1 - Method of identifying transgenic dna sequences in plant material and products based on plant material - Google Patents

Method of identifying transgenic dna sequences in plant material and products based on plant material Download PDF

Info

Publication number
RU2386698C1
RU2386698C1 RU2008146091/13A RU2008146091A RU2386698C1 RU 2386698 C1 RU2386698 C1 RU 2386698C1 RU 2008146091/13 A RU2008146091/13 A RU 2008146091/13A RU 2008146091 A RU2008146091 A RU 2008146091A RU 2386698 C1 RU2386698 C1 RU 2386698C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pcr
amplification
plant material
dna sequences
products
Prior art date
Application number
RU2008146091/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Дмитриевич Абрамов (RU)
Дмитрий Дмитриевич Абрамов
Виктор Васильевич Кузнецов (RU)
Виктор Васильевич Кузнецов
Игорь Анатольевич Митрохин (RU)
Игорь Анатольевич Митрохин
Владимир Дылыкович Цыдендамбаев (RU)
Владимир Дылыкович Цыдендамбаев
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН
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 Учреждение Российской академии наук Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН
Priority to RU2008146091/13A priority Critical patent/RU2386698C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2386698C1 publication Critical patent/RU2386698C1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: chemistry; biochemistry.
SUBSTANCE: DNA of plant material or products based on plant material is analysed through PCR using specific primers and fluorescent-labeled probes, complementary DNA sequences. Analysis results are recorded using a fluorescent PCR detector, where amplification products are detected in closed amplification vials. This prevents the need to move the amplification products into biochip cells after PCR, completely avoids contamination of reagents and equipment with PCR products and avoids obtaining erroneous analysis results. Vials which are prepared beforehand with a sealed paraffin mixture for amplification are stored for a long time at room temperature, which enables their use as part of ready diagnosis sets. If necessary, additional sets of primers and fluorescent-labeled probes can be used for analysing a wide range of transgenic DNA sequences used in engineering transgenic plants.
EFFECT: possibility of analysing a wide range of transgenic DNA sequences used in engineering transgenic plants.
1 tbl

Description

Область примененияApplication area

Изобретение относится к области генной инженерии растений, молекулярной биологии, биобезопасности пищевых продуктов, фитобиотехнологии и защите окружающей среды. Изобретение может быть использовано для выявления и идентификации типичных инсерций ДНК, используемых при генетической трансформации растений, в генетически модифицированном растительном материале и продуктах на его основе.The invention relates to the field of plant genetic engineering, molecular biology, food biosafety, phytobiotechnology and environmental protection. The invention can be used to identify and identify typical DNA insertions used in the genetic transformation of plants in genetically modified plant material and products based on it.

Уровень техникиState of the art

Для обнаружения трансгенных компонентов растительного происхождения известен способ анализа ДНК с применением метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием специфических праймеров, комплиментарных трансгенным последовательностям ДНК (Lipp M., Brodmann P., Pietsch K., Pauwels J., Anklam E. Journal of АОАС International, 1999, vol.82, №4, рр.923-928).To detect transgenic components of plant origin, a DNA analysis method using the polymerase chain reaction (PCR) method using specific primers complementary to transgenic DNA sequences is known (Lipp M., Brodmann P., Pietsch K., Pauwels J., Anklam E. Journal of AOAC International, 1999, vol. 82, No. 4, pp. 923-928).

Наиболее близким способом является способ идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на основе такого материала, предполагающий использование биочипа для анализа результатов ПЦР. (Патент РФ 2270254, Мирзабеков А.Д., Грядунов Д.А., Михайлович В.М., Заседателев А.С., Романов Г.А., Кузнецов В.В., Цыденедамбаев В.Д., Митрохин И.А., Крылова Е.М., опубл. 20.02.2006).The closest method is a method for identifying transgenic DNA sequences in plant material and products based on such material, involving the use of a biochip to analyze PCR results. (RF patent 2270254, Mirzabekov A.D., Gryadunov D.A., Mikhailovich V.M., Zasedatelev A.S., Romanov G.A., Kuznetsov V.V., Tsydenedambaev V.D., Mitrokhin I. A., Krylova E.M., publ. 02.20.2006).

Основным недостатком этого способа является необходимость переноса амплификата после проведения ПЦР в ячейки биочипов, что создает предпосылку для загрязнения реактивов и лабораторного оборудования продуктами ПЦР и может привести к получению ложных результатов анализа.The main disadvantage of this method is the need to transfer the amplification after PCR to the biochip cells, which creates the prerequisite for contamination of reagents and laboratory equipment with PCR products and can lead to false analysis results.

Кроме того, нельзя использовать заранее приготовленные пробирки со смесью для амплификации.In addition, pre-prepared tubes with a mixture for amplification cannot be used.

ЗадачаA task

Задачей настоящего изобретения является создание нового способа идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на основе этого материала для устранения вышеуказанных недостатков.The present invention is the creation of a new method for identifying transgenic DNA sequences in plant material and products based on this material to eliminate the above disadvantages.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Эта задача решается новым способом идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на основе этого материала, включающим анализ ДНК при помощи ПЦР с использованием набора олигонуклеотидов - специфических праймеров и флуоресцентномеченых зондов, комплиментарных этим последовательностям, и детекцию результатов ПЦР, причем ПЦР-амплификацию проводят с использованием набора олигонуклеотидов (таблица 1), с детекцией результатов амплификации в закрытых амплификационных пробирках.This problem is solved by a new method for identifying transgenic DNA sequences in plant material and products based on this material, including DNA analysis by PCR using a set of oligonucleotides - specific primers and fluorescently labeled probes complementary to these sequences, and detection of PCR results, and PCR amplification is carried out using a set of oligonucleotides (table 1), with the detection of amplification results in closed amplification tubes.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Сущность изобретения заключается в новом подходе для обнаружения трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на основе этого материала. Заявляемый способ основан на проведении ПЦР с использованием специфических праймеров и флуоресцентномеченых зондов, комплиментарных трансгенным последовательностям ДНК (таблица 1), с последующей детекцией продуктов амплификации в закрытых амплификационных пробирках с помощью флуоресцентного ПЦР-детектора. Ключевым элементом заявляемого способа является использование флуоресцентномеченых зондов, представляющих собой олигонуклеотиды, меченные молекулами флуорофора и гасителя флуоресценции. Зонды добавляют в реакционную смесь наряду с праймерами и другими компонентами реакции. В ходе ПЦР флуоресцентномеченый зонд гибридизуется на специфических ампликонах и разрушается Taq-полимеразой, в результате чего флуорофор оказывается свободным от гасителя. Таким образом, уровень флуоресценции в амплификационных пробирках возрастает пропорционально количеству образовавшихся специфических продуктов ПЦР.The essence of the invention lies in a new approach for the detection of transgenic DNA sequences in plant material and products based on this material. The inventive method is based on PCR using specific primers and fluorescently labeled probes complementary to transgenic DNA sequences (table 1), followed by detection of amplification products in closed amplification tubes using a fluorescence PCR detector. A key element of the proposed method is the use of fluorescently labeled probes, which are oligonucleotides labeled with fluorophore and fluorescence quencher molecules. Probes are added to the reaction mixture along with primers and other components of the reaction. During PCR, the fluorescently labeled probe hybridizes to specific amplicons and is destroyed by Taq polymerase, as a result of which the fluorophore is free from the quencher. Thus, the level of fluorescence in amplification tubes increases in proportion to the number of specific PCR products formed.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что новизна и изобретательский шаг заявляемого изобретения заключается в том, что проведение ПЦР с использованием набора олигонуклеотидов (таблица 1) и детекция результатов ПЦР в закрытых амплификационных пробирках полностью исключает загрязнение реактивов и оборудования продуктами ПЦР и предотвращает появление ложных результатов анализа.Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the novelty and inventive step of the claimed invention lies in the fact that PCR using a set of oligonucleotides (table 1) and detection of PCR results in closed amplification tubes completely eliminates contamination of reagents and equipment with PCR products and prevents the appearance of false analysis results.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Принципиальная схема обнаружения фрагментов трансгенной ДНКThe concept of detecting fragments of transgenic DNA

ДНК, выделенную из образца, добавляют к смеси для амплификации, содержащей праймеры и флуоресцентномеченые зонды, специфичные к трансгенным последовательностям, затем проводят амплификацию ДНК с помощью амплификатора, а детекцию результатов амплификации - в закрытых амплификационных пробирках осуществляют по завершении ПЦР с помощью флуоресцентного ПЦР-детектора.DNA extracted from the sample is added to the amplification mixture containing primers and fluorescently labeled probes specific for transgenic sequences, then the amplification of the DNA is carried out using an amplifier, and the amplification results are detected in closed amplification tubes after completion of PCR using a fluorescent PCR detector .

Пример конкретного выполненияConcrete example

Анализ присутствия чужеродных последовательностей ДНК в растительном материале (ГМ соя линии 40-3-2).Analysis of the presence of foreign DNA sequences in plant material (GM soybean line 40-3-2).

ДНК из бобов ГМ сои линии 40-3-2 выделяют стандартным методом. Равное количество ДНК (5 мкл), выделенной из каждого исследуемого образца, анализируют при помощи четырех комплектов реагентов для амплификации ДНК, отличающихся друг от друга наборами праймеров и флуоресцентномеченых зондов, специфичных по отношению к промотору 35S, промотору nos, гену gus и гену nptII, соответственно. Последовательности праймеров и олигонуклеотидных зондов приведены в таблице 1. Помимо ДНК исследуемых образцов с помощью указанных комплектов реагентов анализируют положительный и отрицательный контрольный образцы.DNA from beans of the GM soybean line 40-3-2 is isolated by the standard method. An equal amount of DNA (5 μl) isolated from each test sample was analyzed using four sets of DNA amplification reagents, differing in sets of primers and fluorescently labeled probes specific for the 35S promoter, nos promoter, gus gene, and nptII gene, respectively. The sequences of primers and oligonucleotide probes are shown in table 1. In addition to the DNA of the studied samples, the positive and negative control samples are analyzed using the indicated sets of reagents.

Указанные комплекты реагентов для амплификации ДНК помимо специфических праймеров (по 14 пМ каждого) и флуоресцентномеченых зондов (по 7 пМ) содержат следующие общие компоненты: 6 мМ каждого dNTP; 84 мМ TRIS-HCl (рН 8,6); 21 мМ (NH4)2SO4; 3,1 мМ - MgCl2 а также 5 единиц Taq-полимеразы. Общий объем реакционной смеси составляет 35 мкл. Для каждого комплекта реагентов готовят фоновые пробирки, отличающиеся отсутствием Taq-полимеразы, в которые добавляют отрицательный контрольный образец и термоциклируют совместно с остальными пробирками.These sets of reagents for amplification of DNA in addition to specific primers (14 pM each) and fluorescently labeled probes (7 pM) contain the following common components: 6 mM of each dNTP; 84 mM TRIS-HCl (pH 8.6); 21 mM (NH 4 ) 2 SO 4 ; 3.1 mmol - MgCl 2 as well as 5 units of Taq polymerase. The total volume of the reaction mixture is 35 μl. For each set of reagents, background tubes are prepared, characterized by the absence of Taq polymerase, into which a negative control sample is added and thermocycled together with the remaining tubes.

Амплификацию проводят с помощью амплификатора "Терцик" производства ЗАО "НПФ ДНК-Технология" (Москва) при следующем температурном режиме: первоначальный прогрев при 94°С в течение 1 мин 30 сек, денатурация при 94°С - 20 сек, отжиг при 64°С - 5 сек, элонгация при 67°С - 5 сек (5 циклов), затем денатурация при 94°С - 1 сек, отжиг при 64°С - 5 сек, элонгация при 67°С - 5 сек (40 циклов).Amplification is carried out using the Tercik amplifier manufactured by NPF DNA-Technology CJSC (Moscow) at the following temperature conditions: initial heating at 94 ° С for 1 min 30 sec, denaturation at 94 ° С - 20 sec, annealing at 64 ° C - 5 sec, elongation at 67 ° C - 5 sec (5 cycles), then denaturation at 94 ° C - 1 sec, annealing at 64 ° C - 5 sec, elongation at 67 ° C - 5 sec (40 cycles).

Детекцию продуктов амплификации в закрытых пробирках проводят по завершении ПЦР с помощью флуоресцентного ПЦР-детектора «Джин». Интерпретация результатов проводится автоматически, на основании сравнения уровня флуоресценции в пробирках с уровнем флуоресценции в фоновых пробирках соответствующего комплекта реагентов. Результаты анализа отображаются на экране компьютера в виде таблицы. Выявлено существенное повышение уровня флуоресценции, то есть наличие специфических продуктов ПЦР в пробирке, содержащей набор праймеров и флуоресцентномеченых зондов, комплиментарных нуклеотидной последовательности промотора 35S, и анализируемую ДНК.Detection of amplification products in closed tubes is carried out at the end of PCR using a fluorescence PCR detector "Gene". Interpretation of the results is carried out automatically, based on a comparison of the level of fluorescence in the tubes with the level of fluorescence in the background tubes of the corresponding set of reagents. The analysis results are displayed on the computer screen in the form of a table. A significant increase in the level of fluorescence was revealed, i.e., the presence of specific PCR products in a test tube containing a set of primers and fluorescently labeled probes complementary to the 35S promoter nucleotide sequence and the analyzed DNA.

Следовательно, в результате анализа бобов ГМ сои линии 40-3-2 обнаружена трансгенная ДНК.Therefore, as a result of the analysis of beans of GM soybean line 40-3-2 detected transgenic DNA.

Результаты изобретенияThe results of the invention

Основным преимуществом предлагаемого изобретения является отсутствие необходимости переноса амплификата после проведения ПЦР в ячейки биочипов. В предлагаемом изобретении ПЦР-амплификацию проводят с использованием нового набора олигонуклеотидов (таблица 1), включающего специфические праймеры и флуоресцентномеченые зонды, а детекция результатов ПЦР проводится в закрытых амплификационных пробирках с помощью флуоресцентного ПЦР-детектора, что полностью исключает возможность загрязнения реактивов и оборудования продуктами ПЦР и предотвращает получение ложных результатов анализа.The main advantage of the invention is the absence of the need to transfer the amplification after PCR to the cells of biochips. In the present invention, PCR amplification is carried out using a new set of oligonucleotides (table 1), including specific primers and fluorescently labeled probes, and PCR results are detected in closed amplification tubes using a fluorescent PCR detector, which completely eliminates the possibility of contamination of reagents and equipment with PCR products and prevents the receipt of false analysis results.

Кроме того, предлагаемые изобретения высокотехнологичны, не требуют значительных трудовых затрат. Заранее подготовленные пробирки с запечатанной парафином смесью для амплификации хранятся длительное время (более полугода) при комнатной температуре, что позволяет использовать их в составе готовых диагностических наборов. При необходимости возможно использование дополнительных наборов праймеров и флуоресцентномеченых зондов для исследования более широкого спектра трансгенных последовательностей ДНК, применяемых при создании трансгенных растений.In addition, the proposed invention is high-tech, does not require significant labor costs. Pre-prepared tubes with a paraffin-sealed mixture for amplification are stored for a long time (more than six months) at room temperature, which allows them to be used as part of ready-made diagnostic kits. If necessary, it is possible to use additional sets of primers and fluorescently labeled probes to study a wider range of transgenic DNA sequences used to create transgenic plants.

Предлагаемые изобретения не представляют опасности для здоровья персонала и для окружающей среды, так как не связаны с применением токсичных или радиоактивных соединений.The proposed invention does not pose a risk to the health of personnel and the environment, as it is not associated with the use of toxic or radioactive compounds.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Способ идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на его основе, включающий анализ ДНК при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием набора олигонуклеотидов - специфических праймеров и флуоресцентномеченых зондов, комплементарных этим последовательностям и детекцию результатов ПЦР, отличающийся тем, что ПЦР-амплификацию проводят с использованием набора олигонуклеотидов, показанных в Таблице 1, с детекцией результатов амплификации в закрытых амплификационных пробирках. A method for identifying transgenic DNA sequences in plant material and products based on it, including DNA analysis using polymerase chain reaction (PCR) using a set of oligonucleotides - specific primers and fluorescently labeled probes complementary to these sequences and detection of PCR results, characterized in that PCR amplification is carried out using the set of oligonucleotides shown in Table 1, with the detection of the results of amplification in closed amplification tubes.
RU2008146091/13A 2008-11-24 2008-11-24 Method of identifying transgenic dna sequences in plant material and products based on plant material RU2386698C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008146091/13A RU2386698C1 (en) 2008-11-24 2008-11-24 Method of identifying transgenic dna sequences in plant material and products based on plant material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008146091/13A RU2386698C1 (en) 2008-11-24 2008-11-24 Method of identifying transgenic dna sequences in plant material and products based on plant material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2386698C1 true RU2386698C1 (en) 2010-04-20

Family

ID=46275179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008146091/13A RU2386698C1 (en) 2008-11-24 2008-11-24 Method of identifying transgenic dna sequences in plant material and products based on plant material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2386698C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607372C1 (en) * 2015-12-15 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Diagnostic technique for plant material for transgenicity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ Р 52174-03. Метод идентификации генетически модифицированных растений и продуктов на их основе. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607372C1 (en) * 2015-12-15 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Diagnostic technique for plant material for transgenicity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019201658A (en) Multiplex pyrosequencing using non-interfering noise canceling polynucleotide identification tags
CN107385040B (en) Amplicon rescue multiplex polymerase chain reaction for amplification of multiple targets
CA2895945C (en) Target capture system
CN105039149B (en) A kind of closed experimental system setup of Rapid identification nucleic acid amplification product and application
JP2011062119A (en) Chip for quantitatively determining biological sample
US20210246499A1 (en) Detection of short homopolymeric repeats
EP3105324B1 (en) Ngs systems control and methods involving the same
RU2270254C2 (en) Identification of transgenic dna sequences in plant material and products made of the same, oligonucleotide kit and bioarray therefor
US10538805B2 (en) Quantitative multiplexed identification of nucleic acid targets
RU2386698C1 (en) Method of identifying transgenic dna sequences in plant material and products based on plant material
KR101080087B1 (en) Chip for cell amplification reaction and isothermal amplification device using the same
KR101288419B1 (en) Primer composition and kit for isothermal amplification reaction for detecting Pectobacterium carotovorum subsp. comprising specific primer set, and method for detecting Pectobacterium carotovorum subsp. using the primer set
JP5505646B2 (en) Biological sample quantification method
CN112877460A (en) Transgenic component high-throughput screening method, detection kit and application thereof
CN104830857A (en) Primer, probe and method for specific quantitative PCR accurate detection of genetically modified corn MON88017 strain
RU2670207C1 (en) Set of synthetic oligonucleotides for identification of gardnerella vaginalis dna in vaginal mucosa
RU2607372C1 (en) Diagnostic technique for plant material for transgenicity
CN115058493A (en) DNA probe for multiple nucleic acid detection, CRISPR-reverse dot hybrid nucleic acid detection system and application
CN116445596A (en) Product and method for human genotyping and application thereof
CN101812531A (en) Escherichia coli detection kit
Point 16.1 Polymerase chain reaction (PCR)
Kumar et al. Characterization of Plant Pathogens through PCR

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111125