RU2458142C1 - Diagnostic technique for biomaterials for presence of agrobacteria - Google Patents

Diagnostic technique for biomaterials for presence of agrobacteria Download PDF

Info

Publication number
RU2458142C1
RU2458142C1 RU2011121722/10A RU2011121722A RU2458142C1 RU 2458142 C1 RU2458142 C1 RU 2458142C1 RU 2011121722/10 A RU2011121722/10 A RU 2011121722/10A RU 2011121722 A RU2011121722 A RU 2011121722A RU 2458142 C1 RU2458142 C1 RU 2458142C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentration
reaction
primers
dna
agrobacteria
Prior art date
Application number
RU2011121722/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Валерьевна Матвеева (RU)
Татьяна Валерьевна Матвеева
Денис Игоревич Богомаз (RU)
Денис Игоревич Богомаз
Людмила Алексеевна Лутова (RU)
Людмила Алексеевна Лутова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет
Priority to RU2011121722/10A priority Critical patent/RU2458142C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458142C1 publication Critical patent/RU2458142C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: technique involves DNA recovery from the biomaterial and real-time polymerase chain reaction with using probes marked by fluorescent dyes and fluorescence extinguishers. It involves preparing two reaction mixtures one of which contains the primers atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc and the probe FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1, while the other one contains the primers ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca and the probe Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg BHQ1. The polymerase chain reaction is real-time at primer annealing temperature 55-62C in 30-45 cycles with continuous fluorescence control, its increment observing in one or more reaction mixtures enables diagnosing the presence of agrobacteria in the samples.
EFFECT: invention enables extending the range of genotypes of the diagnosed agrobacteria.
5 cl, 7 dwg, 6 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии сельскохозяйственных растений и может найти применение для нужд сельского хозяйства и растениеводства при диагностике инфицирования растений (таких, например, как виноград, яблоня, слива, вишня, малина, смородина и др.) агробактериями. Кроме этого изобретение может быть использовано при анализе результатов агробактериальной трансформации, при анализе различных субстратов (почва, вода), в ветеринарии и медицине, поскольку некоторые штаммы агробактерий условно патогенны.The invention relates to biotechnology of agricultural plants and can find application for the needs of agriculture and crop production in the diagnosis of plant infection (such as, for example, grapes, apple trees, plums, cherries, raspberries, currants, etc.) by agrobacteria. In addition, the invention can be used in the analysis of the results of agrobacterial transformation, in the analysis of various substrates (soil, water), in veterinary medicine and medicine, since some strains of agrobacteria are conditionally pathogenic.

Известен способ определения бактерий (в том числе агробактерий) [1], сущность которого состоит в анализе морфофизиологических симптомов заражения растения. Однако этот способ является недостаточно точным, поскольку опухоли на растениях индуцируют не только агробактерий, но и некоторые вирусы, насекомые, нематоды. Кроме того, данным способом можно выявить патогена уже в тот момент, когда болезнь получила достаточно сильное развитие. В результате может быть упущено время для проведения эффективных защитных мероприятий.A known method for the determination of bacteria (including agrobacteria) [1], the essence of which is to analyze the morphophysiological symptoms of plant infection. However, this method is not accurate enough, since tumors on plants induce not only agrobacteria, but also some viruses, insects, and nematodes. In addition, this method can identify a pathogen already at a time when the disease has developed quite strongly. As a result, time may be lost for effective protective measures.

Известен способ диагностики растений [1] на наличие бактериального заражения, основанный на микроскопическом исследовании пораженных тканей. Он применяется для определения вида возбудителя или установления патогена в тканях растения в ходе обнаружения характерных признаков, присущих патогену (цвет, размер спор и т.д.). По совокупности обнаруженных признаков с помощью определителя устанавливают систематическое положение и вид возбудителя. Однако этот способ также применим только в случае существенного заражения растения, требует высокой квалификации исследователя и трудоемок.A known method for the diagnosis of plants [1] for the presence of bacterial infection, based on a microscopic examination of the affected tissues. It is used to determine the type of pathogen or to establish a pathogen in plant tissues during the detection of the characteristic features inherent in the pathogen (color, spore size, etc.). Based on the totality of the detected signs, using the determinant, a systematic position and type of pathogen are established. However, this method is also applicable only in the case of a significant infection of the plant, requires a highly qualified researcher and is time consuming.

Известен способ определения бактерий [1] на основе описания их культуральных признаков (скорость роста на питательных средах, размер, цвет, форма колоний и т.д.). Однако этот метод является достаточно длительным и трудоемким.A known method for the determination of bacteria [1] based on a description of their cultural traits (growth rate on nutrient media, size, color, shape of colonies, etc.). However, this method is quite long and laborious.

Для ДНК-диагностики различных патогенов используют классический вариант полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим разделением фрагментов в агарозном геле. Этот способ является простым в исполнении и дешевым, однако он имеет один большой недостаток: высокая вероятность ложных положительных ответов вследствие контаминации исследуемого образца ДНК продуктом ПЦР. Тем не менее в настоящее время диагностические наборы, основанные на классических вариантах ПЦР, являются очень распространенными.For DNA diagnostics of various pathogens, the classic version of the polymerase chain reaction (PCR) is used, followed by separation of the fragments on an agarose gel. This method is simple to implement and cheap, but it has one big drawback: the high probability of false positive answers due to contamination of the DNA sample with the PCR product. Nevertheless, at present, diagnostic kits based on classical PCR variants are very common.

Появление новой модификации метода (ПЦР) в режиме реального времени явилось новым шагом в развитии данной технологии, поскольку позволяет контролировать увеличение количества синтезируемого продукта в ходе реакции и не требует проведения электрофореза на последующих стадиях. Это стало возможным благодаря добавлению в реакционную среду красителей, обеспечивающих флуоресценцию, прямо пропорциональную количеству синтезированного ПЦР-продукта, - репортерную флуоресценцию.The appearance of a new modification of the method (PCR) in real time was a new step in the development of this technology, since it allows you to control the increase in the amount of synthesized product during the reaction and does not require electrophoresis in subsequent stages. This became possible due to the addition of dyes to the reaction medium that provide fluorescence directly proportional to the amount of the synthesized PCR product — reporter fluorescence.

ПЦР в режиме реального времени существует в двух основных модификациях, различающихся по способам генерации репортерной флуоресценции. Первая из них связана с применением интеркалирующих флуоресцентных агентов, свечение которых значительно возрастает при связывании с двуцепочечной ДНК, вторая связана с использованием меченных флуоресцентными агентами олигонуклеотидных проб, комплементарных участку PCR-продукта. Вторая модификация ПЦР является более предпочтительной для диагностических целей, поскольку дает дополнительную возможность контроля специфичности реакции.Real-time PCR exists in two main modifications, differing in the methods of generating reporter fluorescence. The first of them is associated with the use of intercalating fluorescent agents, the luminescence of which increases significantly upon binding to double-stranded DNA, the second is associated with the use of oligonucleotide samples labeled with fluorescent agents complementary to the region of the PCR product. The second modification of PCR is more preferable for diagnostic purposes, since it provides an additional opportunity to control the specificity of the reaction.

Использование ПЦР в реальном времени позволяет свести к минимуму проблему контаминации продуктом реакции, ускорить процедуру анализа за счет отсутствия необходимости проведения электрофореза, позволяет получать количественные характеристики присутствия интересующей ДНК в пробе.The use of real-time PCR allows minimizing the problem of contamination with the reaction product, accelerating the analysis procedure due to the absence of the need for electrophoresis, and allows obtaining quantitative characteristics of the presence of the DNA of interest in the sample.

На настоящий момент на основе ПЦР технологии разработано огромное количество диагностических систем различного назначения, в том числе для нужд сельского хозяйства и растениеводства.At the moment, on the basis of PCR technology, a huge number of diagnostic systems for various purposes have been developed, including for the needs of agriculture and crop production.

Известны аналогичные изобретения «Способ и набор для обнаружения ДНК бактерии заболевания лаймского боррелиоза - borrelia burgdorferi» [2] и «Набор реагентов для определения ДНК пародонто-патогенных микробов Prevotella intermedia sensu stricto, Bacteroides forsythus, Treponema denticola, Actinobacillus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis при помощи мультиплексной полимеразной цепной реакции» [3]. Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК возбудителя болезней овощных культур - грамотрицательной бактерии Xanthomonas campestris pv vesicaroria методом полимеразной цепной реакции [4].Similar inventions are known “Method and kit for detecting the DNA of the bacterium of the disease of Lyme borreliosis - borrelia burgdorferi” [2] and “Kit of reagents for the determination of DNA of periodontal pathogenic microbes Prevotella intermedia sensu stricto, Bacteroides forsythus, Treponema denticola, Actinobacillus actinomycetemcomromonas porphi multiplex polymerase chain reaction ”[3]. A set of synthetic oligonucleotides for detecting DNA of a pathogen of vegetable diseases - gram-negative bacteria Xanthomonas campestris pv vesicaroria by polymerase chain reaction [4].

Однако аналогичные наборы, а также реакционные ПЦР смеси, праймеры и способы обнаружения ДНК агробактерий из литературных и других источников информации не известны.However, similar kits, as well as reaction PCR mixtures, primers, and methods for detecting agrobacterial DNA from literature and other sources of information are not known.

Заявителю известно, что работа над созданием праймеров, которые используются в подобных наборах, строится обычно следующим образом.The applicant knows that the work on the creation of primers that are used in such sets is usually constructed as follows.

1) С помощью открытых и коммерческих баз данных нуклеотидных последовательностей геномов микроорганизмов либо в результате самостоятельного определения нуклеотидной последовательности изучаемого микроорганизма выбирается участок генома, уникальный для данного вида микроорганизмов (или группы видов).1) Using open and commercial databases of nucleotide sequences of the genomes of microorganisms, or as a result of independent determination of the nucleotide sequence of the studied microorganism, a portion of the genome is selected that is unique to this type of microorganism (or group of species).

2) На основании выбранного участка генома с помощью специального программного обеспечения подбирается последовательность олигонуклеотидов, используемых для проведения ПНР-реакции (часто 2 праймера и проба).2) Based on the selected region of the genome, using special software, the sequence of oligonucleotides used to carry out the PNR reaction is selected (often 2 primers and a sample).

На данном этапе работа заключается в создании выравнивания многих геномных последовательностей и выборе участка последовательности, где число мутаций соответствует требуемому расположению праймеров.At this stage, the work consists in creating the alignment of many genomic sequences and selecting a portion of the sequence where the number of mutations corresponds to the desired location of the primers.

Выравнивание геномных последовательностей означает сравнение последовательностей многих организмов друг с другом, поиск уникальных для нужного микроорганизма участков, не имеющих аналогов у других микроорганизмов.Alignment of genomic sequences means a comparison of the sequences of many organisms with each other, the search for unique for the desired microorganism sites that have no analogues in other microorganisms.

Поиск соответствия между числом мутаций и расположением праймеров означает, что мутации, возможные в данном микроорганизме (естественно, те, данные о которых уже есть в базах или уже самостоятельно получены), не должны затрагивать выбранный для праймеров участок генома, так как замены в геномной последовательности (мутации) могут негативно сказаться на работе праймеров.The search for a correspondence between the number of mutations and the location of primers means that mutations that are possible in a given microorganism (naturally, data about which are already in the databases or have already been obtained independently) should not affect the genome region selected for primers, since the substitutions are in the genomic sequence (mutations) can adversely affect the performance of primers.

3) Изготовление праймеров.3) Production of primers.

4) С помощью практических экспериментов доказывается пригодность подобранных последовательностей для конкретных целей (например, для определения наличия/отсутствия данного микроорганизма в биоматериале).4) Using practical experiments, the suitability of the selected sequences for specific purposes is proved (for example, to determine the presence / absence of a given microorganism in a biomaterial).

Наиболее близким способом по достигаемому техническому результату является способ определения бактерий [4], принятый в качестве прототипа. Сущность его состоит в выявлении фитопатогена Xanthomonas campestris. Это другой вид фитопатогенных бактерий по отношению к заявленному способу (и объекту нашего исследования). Кроме того, недостатком известного способа, принятого в качестве прототипа, является достаточно узкий диапазон определяемых генотипов диагностируемых бактерий.The closest method to the achieved technical result is a method for determining bacteria [4], adopted as a prototype. Its essence is to identify the pathogen Xanthomonas campestris. This is another type of phytopathogenic bacteria in relation to the claimed method (and the object of our study). In addition, the disadvantage of this method, adopted as a prototype, is a fairly narrow range of determined genotypes of diagnosed bacteria.

Заявляемое изобретение свободно от этих недостатков.The claimed invention is free from these disadvantages.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в удешевлении способа и расширении диапазона генотипов диагностируемых агробактерий.The technical result of the invention consists in reducing the cost of the method and expanding the range of genotypes of diagnosed agrobacteria.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе диагностики биоматериалов на наличие в них агробактерий, заключающемся в выделении из биоматериала ДНК и проведении на ней полимеразной цепной реакции в режиме реального времени зондами, меченными флуоресцентными красителями и гасителями флуоресценции, в соответствии с заявленным изобретением после выделения из образцов ДНК в концентрации 0,1-100 нг/мкл на ее основе составляют две реакционные смеси, одна из которых содержит праймеры atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc и зонд FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1, а вторая содержит праймеры ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca и зонд Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg BHQ1, праймеры в составе реакционных смесей имеют концентрацию 0,2-2 mM, a зонды 0,1-1 mM, реакционные смеси содержат буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,1-0,3 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, термостабильную полимеразу 0,1-0,3 единиц активности на микролитр смеси, полимеразную цепную реакцию проводят в режиме реального времени с температурой отжига праймеров 55-62°С при 30-45 циклах, при этом осуществляют непрерывный контроль флуоресценции и по экспоненциальному ее нарастанию в одной или обеих реакционных смесях диагностируют наличие в образцах агробактерий.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for diagnosing biomaterials for the presence of agrobacteria in them, which consists in isolating DNA from the biomaterial and carrying out the polymerase chain reaction in real time on it with probes labeled with fluorescent dyes and fluorescence quenchers, in accordance with the claimed invention after isolation of the DNA samples at a concentration of 0.1-100 ng / μl based on it are two reaction mixtures, one of which contains primers atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc and probe FAM-cgttcggctc gg catctcga tattccc-BHQ1, and the second contains primers ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca and probe Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg BHQ1, the primers in the reaction mixtures have a concentration of 0.2–2 mM reaction buffers, a concentration of 0.2–2 mM polymerase buffer, a , Mg 2+ cations at a concentration of 0.1-0.3 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, thermostable polymerase 0.1-0.3 units of activity per microliter of the mixture, polymerase chain reaction is carried out in real time with annealing temperature primers 55-62 ° C at 30-45 cycles, while continuous monitoring of fluorescence and by exposure ntsialnomu its build-up in one or both of the reaction mixtures are diagnosed in the presence of Agrobacterium samples.

Кроме этого указанный технический результат достигается тем, что в качестве термостабильной полимеразы с активностью 0,1-0,3 ед. на микролитр смеси берут Taq.In addition, the specified technical result is achieved in that as a thermostable polymerase with an activity of 0.1-0.3 units. per microliter of the mixture take Taq.

Помимо этого указанный технический результат достигается тем, что в качестве термостабильной полимеразы с активностью 0,1-0,3 ед. на микролитр смеси берут Pfu.In addition, the specified technical result is achieved by the fact that as a thermostable polymerase with an activity of 0.1-0.3 units. per microliter of the mixture take Pfu.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве термостабильной полимеразы с активностью 0,1-0,3 ед. на микролитр смеси берут Vent.In addition, the specified technical result is achieved by the fact that as a thermostable polymerase with an activity of 0.1-0.3 units. per microliter of the mixture take Vent.

Вместе с тем, указанный технический результат достигается тем, что в качестве термостабильной полимеразы с активностью 0,1-0,3 ед. на микролитр смеси берут Tth.However, this technical result is achieved in that as a thermostable polymerase with an activity of 0.1-0.3 units. per microliter of the mixture take Tth.

Сущность заявленного изобретения состоит в том, что для диагностики наличия в образце агробактерий проводят ПЦР в реальном времени с праймерами и зондами к эволюционно консервативным участкам генов, характерных для агробактерий.The essence of the claimed invention lies in the fact that to diagnose the presence of agrobacteria in the sample, real-time PCR is performed with primers and probes to evolutionarily conserved regions of genes characteristic of agrobacteria.

Например, при сравнении уровня техники:For example, when comparing the prior art:

По патенту РФ №2378383 (RU):According to the patent of the Russian Federation No. 2378383 (RU):

) НАБОР СИНТЕТИЧЕСКИХ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДНК ВОЗБУДИТЕЛЯ БОЛЕЗНЕЙ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР - ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНОЙ БАКТЕРИИ PSEUDOMONAS SYRINGAE PV LACHRYMANS МЕТОДОМ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ,) A SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR IDENTIFICATION OF DNA OF THE CAUSE OF VEGETABLE DISEASES OF VEGETABLE CULTURES - GRAM-NEGATIVE BACTERIA PSEUDOMONAS SYRINGAE PV LACHRYMANS BY THE POLYMERASE CHAIN METHOD

По патенту РФ №2378382 (RU):According to the patent of the Russian Federation No. 2378382 (RU):

) НАБОР СИНТЕТИЧЕСКИХ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДНК ВОЗБУДИТЕЛЯ БОЛЕЗНЕЙ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР - ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНОЙ БАКТЕРИИ XANTHOMONAS CAMPESTRIS PV VESICARORIA МЕТОДОМ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ.) A SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR IDENTIFICATION OF DNA OF THE CAUSE OF VEGETABLE DISEASES OF VEGETABLE CULTURES - GRAM-NEGATIVE BACTERIA XANTHOMONAS CAMPESTRIS PV VESICARORIA BY THE POLYMERASE CHAIN METHOD.

При казалось бы схожей технологии детекции известные и другие подобные патенты описывают детекцию других возбудителей, для детекции агробактерий с использованием ПЦР в режиме реального времени диагностических систем авторами не найдено.With a seemingly similar detection technology, well-known and other similar patents describe the detection of other pathogens; the authors found no diagnostic systems for detecting agrobacteria using real-time PCR.

Альтернативой предлагаемому подходу может служить комплекс традиционных микробиологических методов, связанных с высевом патогенов на питательные среды, анализ выросших микроорганизмов методами микроскопии - методы на порядок более трудоемкие и продолжительные.An alternative to the proposed approach can be a complex of traditional microbiological methods associated with seeding pathogens on nutrient media, analysis of grown microorganisms using microscopy methods - the methods are much more laborious and time consuming.

Существенными признаками изобретения являются:The essential features of the invention are:

из анализируемого образца выделяют ДНК чистоты, достаточной для проведения ферментативных реакций, после этого составляют 2 реакционные смеси, содержащие, по меньшей мере:DNA of purity sufficient for enzymatic reactions is isolated from the analyzed sample, after which 2 reaction mixtures are made up of at least:

первая реакционная смесь - буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,1-0,3 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу (или другую термостабильную полимеразу, обладающую 5' экзонуклеазной активностью), 0,1-0,3 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 0,1-100 нг/мкл, праймеры, следующего состава: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc в концентрации 0,2-2 mM зонд: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 в концентрации 0,1-1 mM, зонд может содержать и другие флуоресцентные красители или гасители флуоресценции;the first reaction mixture is a polymerase buffer, Mg 2+ cations at a concentration of 0.1-0.3 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase (or other thermostable polymerase having 5 'exonuclease activity), 0.1- 0.3 units activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 0.1-100 ng / μl, primers of the following composition: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc at a concentration of 0.2-2 mM probe: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 mM, the probe may also contain other fluorescent dyes or fluorescence quenchers;

вторая реакционная смесь - буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,1-0,3 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу (или другую термостабильную полимеразу, обладающую 5' экзонуклеазной активностью) 0,1-0,3 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 0,1-100 нг/мкл, праймеры, следующего состава:the second reaction mixture is a polymerase buffer, Mg 2+ cations at a concentration of 0.1-0.3 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase (or other thermostable polymerase having 5 'exonuclease activity) 0.1-0 , 3 units activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 0.1-100 ng / μl, primers of the following composition:

ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca в концентрации 0,2-2 mM и зонд, следующего состава: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 в концентрации 0,1-1 mM, зонд может содержать и другие флуоресцентные красители или гасители флуоресценции.ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragratrataaacgtgca at a concentration of 0.2-2 mM and a probe of the following composition: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 at a concentration of 0.1-1 mM, the probe may also contain other fluorescent dyes or fluorescence quenchers.

Реакцию проводят в амплификаторе (термоциклире) при температуре отжига 55-62°С в течение 30-45 циклов термоциклирования. Реакцию можно проводить в амплификаторе, обладающем возможностью детектировать изменение флуоресценции в режиме реального времени или в обычном амплификаторе без детектора (в этом случае о прохождении реакции судят по изменению уровня флуоресценции, измеренной перед началом реакции и после ее прохождением)The reaction is carried out in a thermocycler at an annealing temperature of 55-62 ° C for 30-45 cycles of thermal cycling. The reaction can be carried out in a thermocycler capable of detecting the change in fluorescence in real time or in a conventional thermocycler without a detector (in this case, the passage of the reaction is judged by the change in the level of fluorescence measured before the start of the reaction and after its passage)

В случае если прохождение реакции в виде увеличения уровня флуоресценции образца будет детектировано хотя бы в одной из реакционных смесей, делается вывод о наличии агробактерий в анализируемом образце.If the passage of the reaction in the form of an increase in the level of fluorescence of the sample is detected in at least one of the reaction mixtures, it is concluded that there are agrobacteria in the analyzed sample.

Реализация заявленного способа.The implementation of the claimed method.

Для обнаружения описываемым методом агробактерий в образце требуется:To detect agrobacteria in the sample by the described method:

1. Выделить ДНК из образца СТАБ-методом. Для этого нужно гомогенезировать образец в СТАВ-буфере (NaCl 1.4М, Трис HCl (рН 8) 0,1М, ЭДТА (рН 8) 20 мМ, СТАВ 2% m/v) (в случае анализа образца воды предварительно сконцентрировать образец, например центрифугировать 10 минут при 3-10 тыс. оборотов в минуту, затем слить надосадочную жидкость), инкубировать полученную смесь 1 час при 56°С, 40-60 минут экстрагировать хлороформом, разделить фракции центрифугированием, верхнюю (водную), содержащую ДНК фракцию переосадить этанолом, ДНК растворить в воде. В случае выделения ДНК из почвы заплавить раствор ДНК, полученный на последнем этапе, в легкоплавкую агарозу (конечная концентрация агарозы - 1%), элюитовать буфером ТЕ в течение суток, далее слить буфер. Перед использованием образец нагреть до 80°С.1. Isolate DNA from the sample by the STAB method. To do this, homogenize the sample in a CTAB buffer (NaCl 1.4M, Tris HCl (pH 8) 0.1M, EDTA (pH 8) 20 mM, CTAB 2% m / v) (in case of analysis of a water sample, pre-concentrate the sample, for example centrifuge for 10 minutes at 3-10 thousand rpm, then drain the supernatant), incubate the resulting mixture for 1 hour at 56 ° C, extract for 40-60 minutes with chloroform, separate the fractions by centrifugation, transfer the upper (aqueous) fraction containing DNA with ethanol DNA dissolve in water. In the case of DNA extraction from the soil, melt the DNA solution obtained at the last stage into low-melting agarose (final concentration of agarose is 1%), elute with TE buffer for 24 hours, then drain the buffer. Before use, heat the sample to 80 ° C.

2. Приготовить 2 реакционные смеси для ПЦР. Первая смесь должна содержать 1х буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,1-0,3 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу (или другую термостабильную полимеразу, обладающую 5' экзонуклеазной активностью), 0,1-0,3 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 0,1-100 нг/мкл, праймеры, следующего состава: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc в концентрации 0,2-2 mM, зонд: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 в концентрации 0,1-1 mM, зонд может содержать и другие флуоресцентные красители или гасители флуоресценции, во второй реакционной смеси - буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,1-0,3 mM,2. Prepare 2 reaction mixtures for PCR. The first mixture should contain 1x polymerase buffer, Mg 2+ cations at a concentration of 0.1-0.3 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase (or other thermostable polymerase having 5 'exonuclease activity), 0.1 -0.3 units activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 0.1-100 ng / μl, primers of the following composition: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc at a concentration of 0.2-2 mM, probe: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 1 mM, the probe may contain other fluorescent dyes or fluorescence quenchers, in the second reaction mixture there is a polymerase buffer, Mg 2+ cations in a concentration of 0.1-0.3 mM,

нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу (или другую термостабильную полимеразу, обладающую 5' экзонуклеазной активностью) 0,1-0,3 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 0,1-100 нг/мкл, праймеры, следующего состава:nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase (or other thermostable polymerase having 5 'exonuclease activity) 0.1-0.3 units. activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 0.1-100 ng / μl, primers of the following composition:

ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca в концентрации 0,2-2 mM и, зонд, следующего состава: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 в концентрации 0,1-1 mM.ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragratrataaacgtgca at a concentration of 0.2-2 mM and, probe, the following composition: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 at a concentration of 0.1-1 mM.

3. Провести полимеразную цепную реакцию в режиме реального времени с температурой отжига праймеров 55-62°С при 30-45 циклах. Пример программы:3. Carry out a polymerase chain reaction in real time with annealing temperature of primers 55-62 ° C at 30-45 cycles. Program Example:

95°С - 5 минут, 40 циклов (95°С - 18 сек, 55°С - 30 сек, 72°С - 30 сек).95 ° С - 5 minutes, 40 cycles (95 ° С - 18 sec, 55 ° С - 30 sec, 72 ° С - 30 sec).

Прохождение реакции контролируют посредством прибора для измерения уровня флуоресценции в ходе реакции, при прохождении реакции хотя бы в одной из реакционных смесей, наблюдается повышение уровня флуоресценции, делается вывод о наличии агробактерий в исследуемом образце.The progress of the reaction is monitored by means of a device for measuring the level of fluorescence during the reaction, when the reaction occurs in at least one of the reaction mixtures, an increase in the level of fluorescence is observed, it is concluded that there are agrobacteria in the test sample.

Заявленный способ апробирован в реальном времени на лабораторной базе Санкт-Петербургского государственного университета и поясняется конкретными примерами.The claimed method is tested in real time at the laboratory base of St. Petersburg State University and is illustrated by specific examples.

Примеры конкретной реализации.Examples of specific implementation.

Для обнаружения описываемым методом агробактерий в образце требуется:To detect agrobacteria in the sample by the described method:

1. Выделить ДНК из образца СТАБ-методом (подготовительный этап).1. Select DNA from the sample by the STAB method (preparatory step).

2. Провести ПЦР в реальном времени (собственно анализ)2. Carry out real-time PCR (analysis itself)

Пример 1.Example 1

Выделение ДНК из образца почвы.Isolation of DNA from a soil sample.

Гомогенезировать образец в СТАВ-буфере (NaCl 1.4M, Трис HCl (рН 8) 0,1М, ЭДТА (рН 8) 20 мМ, СТАВ 2% m/v), инкубировать полученную смесь 1 час при 56°С, 40-60 минут экстрагировать хлороформом, разделить фракции центрифугированием, верхнюю (водную), содержащую ДНК фракцию переосадить этанолом, ДНК растворить в воде. Приготовить 2% раствор легкоплавкой агарозы в буфере ТЕ, расплавить агарозу и смешать в равном соотношении с препаратом ДНК. После полимеризации агарозы экстрагировать из геля гуминовые кислоты пассивной элюцией 1 мл буфера ТЕ в течение ночи. Слить буфер. Перед постановкой ферментативных реакций агарозу расплавить.Homogenize the sample in CTAB buffer (NaCl 1.4M, Tris HCl (pH 8) 0.1M, EDTA (pH 8) 20 mM, CTAB 2% m / v), incubate the mixture for 1 hour at 56 ° C, 40-60 minutes to extract with chloroform, separate the fractions by centrifugation, the upper (aqueous) fraction containing DNA, reprecipitate with ethanol, dissolve the DNA in water. Prepare a 2% solution of low-melting agarose in TE buffer, melt the agarose and mix in equal proportions with the DNA preparation. After polymerization of agarose, extract humic acids from the gel by passive elution of 1 ml of TE buffer overnight. Drain the buffer. Before staging enzymatic reactions, melt the agarose.

Пример 2.Example 2

Выделение ДНК из образца воды.Isolation of DNA from a water sample.

Образец воды поместить в центрифужный стакан и центрифугировать в течение 10 минут при 3-5 тыс. оборотов в минуту. Супернатант слить, осадок гомогенизировать в СТАВ-буфере, инкубировать полученную смесь 1 час при 56°С, 40-60 минут экстрагировать хлороформом, разделить фракции центрифугированием, верхнюю (водную), содержащую ДНК фракцию переосадить этанолом, ДНК растворить в воде.A water sample is placed in a centrifuge cup and centrifuged for 10 minutes at 3-5 thousand rpm. Discard the supernatant, homogenize the precipitate in CTAB buffer, incubate the resulting mixture for 1 hour at 56 ° C, extract with chloroform for 40-60 minutes, separate the fractions by centrifugation, transfer the upper (aqueous) fraction containing DNA with ethanol, and dissolve the DNA in water.

Пример 3.Example 3

Выделение ДНК из растительного материала.Isolation of DNA from plant material.

Ткани растения перетереть в ступке в СТАВ-буфере, инкубировать полученную смесь 1 час при 56°С, 40-60 минут экстрагировать хлороформом, разделить фракции центрифугированием, верхнюю (водную), содержащую ДНК фракцию переосадить этанолом, ДНК растворить в воде.Grind the plant tissues in a mortar in CTAB buffer, incubate the resulting mixture for 1 hour at 56 ° C, extract for 40-60 minutes with chloroform, separate the fractions by centrifugation, reposition the upper (aqueous) fraction containing DNA with ethanol, and dissolve the DNA in water.

После выделения ДНК ее концентрацию определяли спектрофотометрически.After DNA isolation, its concentration was determined spectrophotometrically.

ПОСТАНОВКА ПЦРSETTING PCR

Пример 4.Example 4

Функционирование диагностической системы при различных температурных условиях реакции.The functioning of the diagnostic system under various temperature reaction conditions.

В ходе работы были приготовлены 2 реакционные смеси для ПЦР. Первая смесь содержала 1х буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,1-0,3 mМ, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу, 0,2 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 100 нг/мкл, праймеры, следующего состава: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc в концентрации 2 mM зонд: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 в концентрации 1 mM, во второй реакционной смеси - буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,2 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу 0,2 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 100 нг/мкл, праймеры, следующего состава:In the course of work, 2 reaction mixtures for PCR were prepared. The first mixture contained 1x polymerase buffer, Mg 2+ cations at a concentration of 0.1-0.3 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase, 0.2 units. activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 100 ng / μl, primers of the following composition: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc at a concentration of 2 mM probe: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 in the reaction mixture for polymer 1 mM Mg 2+ at a concentration of 0.2 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase 0.2 units. activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 100 ng / μl, primers of the following composition:

ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca в концентрации 0,2-2 mM и зонд, следующего состава: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 в концентрации 0,1-1 mM,ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca at a concentration of 0.2-2 mM and a probe of the following composition: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 at a concentration of 0.1-1 mM,

полимеразную цепную реакцию в режиме реального времени проводили с температурой отжига праймеров 50-62°С при 40 циклах, пример программы:real-time polymerase chain reaction was carried out with annealing temperature of primers 50-62 ° C at 40 cycles, example program:

95°С - 5 минут, 40 циклов (95°С - 18 сек, х °С - 30 сек, 72°С - 30 сек), где Х варьировала от 50 до 62 градусов.95 ° С - 5 minutes, 40 cycles (95 ° С - 18 sec, х ° С - 30 sec, 72 ° С - 30 sec), where X ranged from 50 to 62 degrees.

Прохождение реакции контролировали посредством прибора для измерения уровня флуоресценции в ходе реакции, например амплификатор АНК32 (испытания проводились на лабораторной базе Института Аналитического приборостроения РАН).The progress of the reaction was monitored by means of a device for measuring the level of fluorescence during the reaction, for example, ANK32 amplifier (tests were carried out at the laboratory base of the Institute for Analytical Instrumentation of the Russian Academy of Sciences).

Результаты реакции при температуре отжига 60 градусов представлены в качестве примера в виде сырых данных для каждого из красителей (Фиг.1).The reaction results at an annealing temperature of 60 degrees are presented as an example in the form of raw data for each of the dyes (Figure 1).

На Фиг.1 показан рост флуоресценции по каналам FAM и R6G (Joe) в ходе ПЦР на ДНК, содержащей последовательности vir генов агробактерий.Figure 1 shows the increase in fluorescence through the FAM and R6G (Joe) channels during PCR on DNA containing the vir sequences of agrobacterial genes.

На Фиг.2-5 представлены данные роста флуоресценции после математической обработки, проведенной с использованием программного обеспечения к амплификатору АНК 32. Каждый рисунок соответствует различным температурам отжига праймеров. В качестве матрицы использована ДНК агробактерий.Figure 2-5 presents the data on the growth of fluorescence after mathematical processing carried out using the software to the ANC 32 amplifier. Each figure corresponds to different annealing temperatures of the primers. The DNA of agrobacteria was used as a matrix.

На Фиг.2 показан рост флуоресценции в ходе ПЦР с температурой отжига праймеров 50°С.Figure 2 shows the increase in fluorescence during PCR with annealing temperature of the primers 50 ° C.

Из Фиг.2 видно, что в образце номер 1 присутствует ДНК агробактерий в высокой концентрации (о чем свидетельствует раннее начало роста флуоресценции).Figure 2 shows that in sample number 1 there is a high concentration of agrobacterial DNA (as evidenced by the early onset of fluorescence growth).

На следующем рисунке (Фиг.3) показан рост флуоресценции в ходе ПЦР с температурой отжига праймеров 55°С.The following figure (Figure 3) shows the increase in fluorescence during PCR with annealing temperature of the primers 55 ° C.

Из Фиг.3 видно, что в образцах номер 2 и 3 присутствует ДНК агробактерий в высокой концентрации (о чем свидетельствует раннее начало роста флуоресценции).Figure 3 shows that in samples 2 and 3 there is a high concentration of agrobacterial DNA (as evidenced by the early onset of fluorescence growth).

На Фиг.4 показан рост флуоресценции в ходе ПЦР с температурой отжига праймеров 60°С. Из графика видно, что в образцах номер 2 и 3 присутствует ДНК агробактерий в высокой концентрации (о чем свидетельствует раннее начало роста флуоресценции).Figure 4 shows the increase in fluorescence during PCR with annealing temperature of the primers 60 ° C. The graph shows that samples 2 and 3 contain agrobacterial DNA in high concentration (as evidenced by the early onset of fluorescence growth).

На Фиг.5 представлен рост флуоресценции в ходе ПЦР с температурой отжига праймеров 62°С.Figure 5 presents the growth of fluorescence during PCR with annealing temperature of the primers 62 ° C.

Из графика видно, что в образце номер 1 присутствует ДНК агробактерий в высокой концентрации (о чем свидетельствует раннее начало роста флуоресценции).The graph shows that in sample number 1 there is a high concentration of agrobacterial DNA (as evidenced by the early onset of fluorescence growth).

Таким образом, при всех проанализированных температурных условиях наблюдается прохождение реакции, свидетельствующей о работе диагностической системы в исследованных температурных условиях реакции.Thus, under all the analyzed temperature conditions, a reaction is observed that indicates the operation of the diagnostic system in the studied reaction temperature conditions.

Пример 5.Example 5

Использование ДНК из различного биологического материала при оценке образцов на присутствие агробактерий.The use of DNA from various biological material in the evaluation of samples for the presence of agrobacteria.

В ходе работы были приготовлены 2 реакционные смеси для ПЦР. Первая смесь содержала 1х буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,1-0,3 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу, 0,2 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 100 нг/мкл, праймеры, следующего состава: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc в концентрации 2 mM зонд: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 в концентрации 1 mM, во второй реакционной смеси - буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,2 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу 0,2 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 100 нг/мкл, праймеры, следующего состава:In the course of work, 2 reaction mixtures for PCR were prepared. The first mixture contained 1x polymerase buffer, Mg 2+ cations at a concentration of 0.1-0.3 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase, 0.2 units. activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 100 ng / μl, primers of the following composition: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc at a concentration of 2 mM probe: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 in the reaction mixture for polymer 1 mM Mg 2+ at a concentration of 0.2 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase 0.2 units. activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 100 ng / μl, primers of the following composition:

ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca в концентрации 0,2-2 mM и зонд, следующего состава: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 в концентрации 0,1-1 mM,ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca at a concentration of 0.2-2 mM and a probe of the following composition: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 at a concentration of 0.1-1 mM,

полимеразную цепную реакцию в режиме реального времени проводили по программе: 95°С - 5 минут, 40 циклов (95°С - 18 сек, 60°С - 30 сек, 72°С - 30 сек).Real-time polymerase chain reaction was carried out according to the program: 95 ° С - 5 minutes, 40 cycles (95 ° С - 18 sec, 60 ° С - 30 sec, 72 ° С - 30 sec).

Прохождение реакции контролировали посредством прибора для измерения уровня флуоресценции в ходе реакции, АНК32 (испытания проводились на базе Института Аналитического приборостроения РАН).The progress of the reaction was monitored by means of an instrument for measuring the level of fluorescence during the reaction, ANK32 (tests were carried out at the Institute of Analytical Instrumentation RAS).

Результаты реакции представлены на Фиг.6, где изображены кривые роста флуоресценции, соответствующие образцам ДНК, выделенной из растительных остатков с сильным агробактериальным заражением (1), почвы (2), воды (3).The reaction results are presented in Fig.6, which shows the fluorescence growth curves corresponding to samples of DNA isolated from plant residues with strong agrobacterial infection (1), soil (2), water (3).

Полученные данные подтверждают возможность применения системы для анализа различного биологического материала.The data obtained confirm the possibility of using the system for the analysis of various biological material.

Пример 6.Example 6

Исследование биологического материала (растения, сильно зараженного агробактериями) на присутствие агробактерий при постановке реакции на различных концентрациях ДНК.Investigation of biological material (a plant strongly infected with agrobacteria) for the presence of agrobacteria when the reaction is set up at various DNA concentrations.

В ходе работы были приготовлены 2 реакционные смеси для ПНР. Первая смесь содержала 1х буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,2 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, Taq полимеразу, 0,2 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 0,1; 1 и 100 нг/мкл, праймеры, следующего состава: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc в концентрации 2 mM зонд: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 в концентрации 1 mM, во второй реакционной смеси - буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,2 mM, нуклеотиды в концентрации 2 мкМ, Taq полимеразу 0,2 ед. активности на микролитр смеси, ДНК матрицу исследуемого образца 0,1; 1 и 100 нг/мкл, праймеры, следующего состава:In the course of work, 2 reaction mixtures were prepared for the NDP. The first mixture contained 1x polymerase buffer, Mg 2+ cations at a concentration of 0.2 mM, nucleotides at a concentration of 2-10 μM, Taq polymerase, 0.2 units. activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 0.1; 1 and 100 ng / μl, primers of the following composition: atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc at a concentration of 2 mM probe: FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 at a concentration of 1 mM, in the second reaction mixture, a buffer for polymerase, 2+, 2 mM, nucleotides at a concentration of 2 μM, Taq polymerase 0.2 units activity per microliter of the mixture, the DNA matrix of the test sample 0.1; 1 and 100 ng / μl, primers of the following composition:

ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca в концентрации 0,2-2 mM и зонд, следующего состава: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 в концентрации 0,1-1 mM,ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca at a concentration of 0.2-2 mM and a probe of the following composition: Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg-BHQ1 at a concentration of 0.1-1 mM,

полимеразную цепную реакцию в режиме реального времени проводили с температурой отжига праймеров 60°С при 40 циклах. Пример программы:Real-time polymerase chain reaction was carried out with annealing temperature of primers 60 ° С at 40 cycles. Program Example:

95°С - 5 минут, 40 циклов (95°С - 18 сек, 60°С - 30 сек, 72°С - 30 сек). Прохождение реакции контролировали посредством прибора для измерения уровня флуоресценции в ходе реакции, например амплификатор АНК32 (испытания проводились также на лабораторной базе Института Аналитического приборостроения РАН).95 ° С - 5 minutes, 40 cycles (95 ° С - 18 sec, 60 ° С - 30 sec, 72 ° С - 30 sec). The progress of the reaction was monitored by means of a device for measuring the level of fluorescence during the reaction, for example, ANK32 amplifier (tests were also carried out at the laboratory base of the Institute for Analytical Instrumentation of the Russian Academy of Sciences).

В ходе данного эксперимента по схеме, описанной выше, реакцию ставили с ДНК в концентрациях: 0,1; 1 и 100 нг/мкл по программе 95°С - 5 минут, 40 циклов (95°С - 18 сек, 60°С - 30 сек, 72°С - 30 сек).During this experiment, according to the scheme described above, the reaction was put with DNA in concentrations: 0.1; 1 and 100 ng / μl according to the program 95 ° С - 5 minutes, 40 cycles (95 ° С - 18 sec, 60 ° С - 30 sec, 72 ° С - 30 sec).

Результаты реакции представлены на Фиг.7, где показаны кривые роста флуоресценции, соответствующие образцам с различными концентрациями ДНК: 100 нг/мкл, 1 нг/мкл, 0,1 нг/мкл (соответственно слева направо).The reaction results are presented in Fig. 7, which shows the fluorescence growth curves corresponding to samples with different DNA concentrations: 100 ng / μl, 1 ng / μl, 0.1 ng / μl (respectively, from left to right).

При прохождении реакции наблюдается повышение уровня флуоресценции. В представленном случае уровень флуоресценции растет во всех содержащих ДНК образцах. Значения пороговых циклов составляют 17, 22 и 25. Более раннее начало роста относится с наиболее концентрированной ДНК, самое позднее - к самой разведенной.With the passage of the reaction, an increase in the level of fluorescence is observed. In the presented case, the level of fluorescence increases in all samples containing DNA. The threshold cycle values are 17, 22, and 25. The earliest start of growth relates to the most concentrated DNA, and at the latest to the most diluted.

Таким образом, можно сделать вывод об успешной работе диагностической системы при использовании ДНК заявленных концентраций.Thus, we can conclude about the successful operation of the diagnostic system using DNA of the declared concentrations.

Технико-экономическая эффективность заявленного изобретения состоит в том, что предлагаемый новый способ диагностики биоматериалов на наличие в них агробактерий направлен на решение проблемы быстрой диагностики любого биологического материала (соскобы, фрагменты зараженных растений, ткани трансгенных растений), т.е. на эффективное и оперативное выявление наличия в исследуемых биоматериалах агробактерий. Заявленный способ по достигаемому техническому результату отличается от известных в данной области аналогов:The technical and economic effectiveness of the claimed invention lies in the fact that the proposed new method for the diagnosis of biomaterials for the presence of agrobacteria is aimed at solving the problem of quick diagnosis of any biological material (scrapings, fragments of infected plants, tissue of transgenic plants), i.e. on effective and efficient detection of the presence of agrobacteria in the studied biomaterials. The claimed method according to the achieved technical result differs from analogues known in the art:

1. позволяет существенного сократить время диагностирования в сроки до одного рабочего дня;1. allows you to significantly reduce the time of diagnosis in terms of up to one working day;

2. является высокочувствительным и позволяет обнаруживать даже одиночные агробактерии в пробе;2. It is highly sensitive and can detect even single agrobacteria in the sample;

3. существенно дешевле, поскольку не требует использования питательных сред, а также разделения продуктов реакции на геле;3. significantly cheaper, since it does not require the use of culture media, as well as the separation of reaction products on a gel;

4. более высокопроизводительный, дешевый и достоверный, новый способ позволяет одному исследователю осуществлять параллельно анализ сотни испытуемых образцов. Заявленная технология экологически чистая и может быть реализована для разных нужд сельского хозяйства и растениеводства при диагностике инфицирования растений.4. A higher-performance, cheaper and more reliable, new method allows one researcher to simultaneously analyze hundreds of test samples. The claimed technology is environmentally friendly and can be implemented for various needs of agriculture and crop production in the diagnosis of plant infection.

Список использованной литературыList of references

1. Семенкова И.Г., Соколова Э.С. Фитопатология. - М., 2003.1. Semenkova I.G., Sokolova E.S. Plant pathology. - M., 2003.

2. Патент RU по заявке №2004105688 А, 10.08.2005.2. RU patent for application No. 2004105688 A, 08/10/2005.

3. Патент RU по заявке №2005136997 А, 10.06.2007.3. RU patent for application No. 2005136997 A, 10.06.2007.

4. Патент RU 2378382 С1 (прототип).4. Patent RU 2378382 C1 (prototype).

Claims (5)

1. Способ диагностики биоматериалов на наличие в них агробактерий, заключающийся в выделении из биоматериала ДНК и проведении на ней полимеразной цепной реакции в режиме реального времени зондами, меченными флуоресцентными красителями и гасителями флуоресценции, отличающийся тем, что после выделения из образцов ДНК в концентрации 0,1-100 нг/мкл на основе ее составляют две реакционные смеси, одна из которых содержит праймеры atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc и зонд FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1, а вторая содержит праймеры ctctcgaaygcgrtgatgcgc, aacggaccragrataaacgtgca и зонд Joe-gtatccggct atgcgccgag tttgg BHQ1, праймеры в составе реакционных смесей имеют концентрацию 0,2-2 mM, а зонды 0,1-1 mМ, реакционные смеси содержат буфер для полимеразы, катионы Mg 2+ в концентрации 0,1-0,3 mM, нуклеотиды в концентрации 2-10 мкМ, термостабильную полимеразу 0,1-0,3 ед. активности на микролитр смеси, полимеразную цепную реакцию проводят в режиме реального времени с температурой отжига праймеров 55-62°С при 30-45 циклах, при этом осуществляют непрерывный контроль флуоресценции и по экспоненциальному ее нарастанию в одной или обеих реакционных смесях диагностируют наличие в образцах агробактерий.1. A method for diagnosing biomaterials for the presence of agrobacteria in them, which consists in isolating DNA from the biomaterial and conducting a polymerase chain reaction on it in real time with probes labeled with fluorescent dyes and fluorescence quenchers, characterized in that after isolation from the DNA samples at a concentration of 0, 1-100 ng / μl based on it are two reaction mixtures, one of which contains atcatycgcattgtrccgggagg, cctgcgcctgacccaaacatctc primers and a FAM-cgttcggctc ggcatctcga tattccc-BHQ1 probe, and the second contains ctctcgcgtgggcggggcgcggggg atccggct atgcgccgag tttgg BHQ1, the primers in the composition of the reaction mixtures have a concentration of 0.2-2 mM, and the probes are 0.1-1 mM, the reaction mixtures contain a polymerase buffer, Mg 2+ cations in a concentration of 0.1-0.3 mM, nucleotides in a concentration of 2-10 μM, thermostable polymerase of 0.1-0.3 units. activity per microliter of the mixture, the polymerase chain reaction is carried out in real time with annealing temperature of primers 55-62 ° C at 30-45 cycles, while fluorescence is continuously monitored and its presence in one or both reaction mixtures is diagnosed by the presence of agrobacteria in the samples . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве термостабильной полимеразы с активностью 0,1-0,3 ед. на микролитр смеси берут Taq.2. The method according to claim 1, characterized in that as a thermostable polymerase with an activity of 0.1-0.3 units. per microliter of the mixture take Taq. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве термостабильной полимеразы с активностью 0,1-0,3 ед. на микролитр смеси берут Pfu.3. The method according to claim 1, characterized in that as a thermostable polymerase with an activity of 0.1-0.3 units. per microliter of the mixture take Pfu. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве термостабильной полимеразы с активностью 0,1-0,3 ед. на микролитр смеси берут Vent.4. The method according to claim 1, characterized in that as a thermostable polymerase with an activity of 0.1-0.3 units. per microliter of the mixture take Vent. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве термостабильной полимеразы с активностью 0,1-0,3 ед. на микролитр смеси берут Tth. 5. The method according to claim 1, characterized in that as a thermostable polymerase with an activity of 0.1-0.3 units. per microliter of the mixture take Tth.
RU2011121722/10A 2011-05-31 2011-05-31 Diagnostic technique for biomaterials for presence of agrobacteria RU2458142C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121722/10A RU2458142C1 (en) 2011-05-31 2011-05-31 Diagnostic technique for biomaterials for presence of agrobacteria

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121722/10A RU2458142C1 (en) 2011-05-31 2011-05-31 Diagnostic technique for biomaterials for presence of agrobacteria

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2458142C1 true RU2458142C1 (en) 2012-08-10

Family

ID=46849606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011121722/10A RU2458142C1 (en) 2011-05-31 2011-05-31 Diagnostic technique for biomaterials for presence of agrobacteria

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458142C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2289627C2 (en) * 2004-02-25 2006-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский государственный медицинский университет ГОУ ВПО СибГМУ METHOD AND KIT FOR DETECTION OF LYME BORRELIOSIS BACTERIA (Borrelia burgdorferi) DNA
RU2306341C1 (en) * 2005-11-29 2007-09-20 ГОУ ВПО "Московский государственный медико-стоматологический университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" KIT FOR DETERMINATION OF PARODONT PATHOGEN BACTERIA Prevotella intermedia sensu stricto, Bacteroides forsythus, Treponema denticola, Actinobacillus actinomycetemcomitancs, Porphyromonas gingivalis BY USING POLYMERASE CHAIN REACTION
RU2008111694A (en) * 2008-03-26 2009-10-10 Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россе METHOD FOR DIAGNOSTIC OF LATENT INFECTION OF BACTERIAL GRAIN CANCER
RU2378382C1 (en) * 2008-07-03 2010-01-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" Set of synthetic oligonucleotides to detect dna of agent of vegetable desease - gram-negative bacterium xanthomonas campestris pv vesicaroria by polymerase chain reaction
RU2378383C1 (en) * 2008-07-03 2010-01-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" Set of synthetic oligonucleotides to detect dna of agent of vegetable desease - gram-negative bacterium pseudomonas syringae pv lachrymans by polymerase chain reaction
RU2415947C1 (en) * 2009-10-13 2011-04-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDE KIT FOR IDENTIFYING HUMAN MONOCYTIC EHRLICHIOSIS Ehrlichia spp AGENT DNA BY REAL-TIME POLYMERASE CHAIN REACTION

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2289627C2 (en) * 2004-02-25 2006-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский государственный медицинский университет ГОУ ВПО СибГМУ METHOD AND KIT FOR DETECTION OF LYME BORRELIOSIS BACTERIA (Borrelia burgdorferi) DNA
RU2306341C1 (en) * 2005-11-29 2007-09-20 ГОУ ВПО "Московский государственный медико-стоматологический университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" KIT FOR DETERMINATION OF PARODONT PATHOGEN BACTERIA Prevotella intermedia sensu stricto, Bacteroides forsythus, Treponema denticola, Actinobacillus actinomycetemcomitancs, Porphyromonas gingivalis BY USING POLYMERASE CHAIN REACTION
RU2008111694A (en) * 2008-03-26 2009-10-10 Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россе METHOD FOR DIAGNOSTIC OF LATENT INFECTION OF BACTERIAL GRAIN CANCER
RU2378382C1 (en) * 2008-07-03 2010-01-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" Set of synthetic oligonucleotides to detect dna of agent of vegetable desease - gram-negative bacterium xanthomonas campestris pv vesicaroria by polymerase chain reaction
RU2378383C1 (en) * 2008-07-03 2010-01-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" Set of synthetic oligonucleotides to detect dna of agent of vegetable desease - gram-negative bacterium pseudomonas syringae pv lachrymans by polymerase chain reaction
RU2415947C1 (en) * 2009-10-13 2011-04-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDE KIT FOR IDENTIFYING HUMAN MONOCYTIC EHRLICHIOSIS Ehrlichia spp AGENT DNA BY REAL-TIME POLYMERASE CHAIN REACTION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110541022B (en) Mycobacterium tuberculosis complex detection kit based on CRISPR-Cas12a system
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
Siqueira Jr et al. PCR methodology as a valuable tool for identification of endodontic pathogens
Fulbright et al. Molecular diagnostics for monitoring contaminants in algal cultivation
US20220098645A1 (en) Fast and portable microfluidic detection system as an alternative to salmonella's classical culture method
JP2017516466A (en) Compositions and methods for detecting yellow dragon disease
JP5522820B2 (en) Method for detecting pathogens of strawberry important diseases and primers for detection
RU2612137C1 (en) Method for identification of tularemia pathogen subspecies francisella tularensis subsp tularensis, francisella tularensis subsp mediasiatica and francisella tularensis subsp holarctica
Galetto et al. Real-time PCR diagnosis and quantification of phytoplasmas
RU2458142C1 (en) Diagnostic technique for biomaterials for presence of agrobacteria
CN110804674B (en) Primer probe composition and kit for detecting soybean root rot based on recombinase polymerase amplification method and application of primer probe composition and kit
KR20140086234A (en) Primer composition for loop-mediated isothermal amplification reaction for detecting Cucumber Mosaic Virus, and use thereof
Van Der Wolf et al. Bacterial pathogens: detection and identification methods
CN113493846B (en) Citrus flavedo virus molecular fluorescence RAA detection primer probe set, kit and method
RU2486252C1 (en) METHOD OF SPECIFIC IDENTIFICATION AND DIFFERENTIATION OF STRAINS Yersinia pseudotuberculosis FROM Yersinia pestis AND Yersinia enterocolitica
CN114164295B (en) Primer probe composition for detecting Pythium irregulare, kit, application and detection method
RU2806564C1 (en) Method for assessing intraspecific competition of toxigenic and non-toxigenic strains of vibrio cholerae o1 and o139 serogroups using real-time pcr
RU2784653C1 (en) Reverse transcription method combined with multiplex pcr for video-specific identification of causative agents of bacterial and viral human pneumonia with immobilized primers and a biological microchip for its implementation
KR102147351B1 (en) A composition for detecting Ganoderma microorganism and diagnosing basal stem rot and a method using the same
US20020086313A1 (en) Application of bioinformatics for direct study of unculturable microorganisms
CN114164296B (en) Primer probe composition for detecting pythium oligandrum, kit and application and detection method
Patil Detection of Sclerotinia sclerotiorum using qPCR assay and comparison between three qPCR systems to check sensitivity
RU2751248C2 (en) Primers for detecting the species monilinia laxa, monilinia fruticola, monilinia fructigena
RU2706570C1 (en) SET OF OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS Ft 40 AND A METHOD OF DETERMINING BACTERIA FRANCISELLA TULARENSIS (VERSIONS)
BR102021024494A2 (en) DEVELOPMENT OF DUPLEX-QPCR FOR SIMULTANEOUS DETECTION OF XANTHOMONAS ALBILINEANS AND LEIFSONIA XYLI SUBSP. XYLI THAT ATTACK IN SUGARCANE

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20161121