RU2465332C1 - Synthetic oligonucleotides kit for dna detection of polyporus squamosus fungus - hardwood disease agent by polymerase chain reaction - Google Patents

Synthetic oligonucleotides kit for dna detection of polyporus squamosus fungus - hardwood disease agent by polymerase chain reaction Download PDF

Info

Publication number
RU2465332C1
RU2465332C1 RU2011132963/10A RU2011132963A RU2465332C1 RU 2465332 C1 RU2465332 C1 RU 2465332C1 RU 2011132963/10 A RU2011132963/10 A RU 2011132963/10A RU 2011132963 A RU2011132963 A RU 2011132963A RU 2465332 C1 RU2465332 C1 RU 2465332C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fungus
hardwood
polymerase chain
chain reaction
kit
Prior art date
Application number
RU2011132963/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вениамин Александрович Старцев (RU)
Вениамин Александрович Старцев
Иван Михайлович Холодов (RU)
Иван Михайлович Холодов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лесная диагностика"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Лесная диагностика" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лесная диагностика"
Priority to RU2011132963/10A priority Critical patent/RU2465332C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465332C1 publication Critical patent/RU2465332C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention represents an synthetic oligonucleotides kit for DNA detection of the Polyporus squamosus fungus - a hardwood disease agent by polymerase chain reaction. Conducting a polymerase chain reaction with the use of said kit enables the reliable detection of DNA of the Polyporus squamosus fungus agent causing white wound heart rot in a biological material, particularly in protecte ground, seeds, plants, bark of elm, maple, linden, oak, poplar, birch and other hardwood.
EFFECT: invention may be used by phytoquarantine services for the purpose of instant diagnosing of the phytopathogens in PCR laboratories, as well as for laboratory purposes.
1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к биотехнологии, молекулярно-генетической диагностике фитопатогенов леса и представляет собой набор синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК возбудителя болезней лиственных пород - гриба Polyporus squamosus методом полимеразной цепной реакции. Изобретение может быть использовано фитокарантинными службами для экспресс-диагностики фитопатогена в ПЦР-лабораториях и в научно-исследовательских целях.The invention relates to biotechnology, molecular genetic diagnosis of phytopathogens of the forest and is a set of synthetic oligonucleotides for detecting DNA of a causative agent of hardwood diseases - the fungus Polyporus squamosus by polymerase chain reaction. The invention can be used by phyto-quarantine services for express diagnostics of a phytopathogen in PCR laboratories and for research purposes.

Уровень техникиState of the art

Polyporus squamosus (чешуйчатый трутовик) - гриб, вызывающий белую раневую ядровую гниль многих лиственных пород (ильмовых, клена, липы, дуба, тополя, березы и других). Плодовые тела гриба однолетние, в виде шляпок с немного загнутыми краями и чаще всего боковой ножкой. Поверхность шляпки немного вдавленная, желтоватая, с крупными коричневыми чешуйками. Кожа мясистая, коричневая, с черным основанием. Ткань плодового тела в свежем состоянии белая, мягкая, при высыхании желтеет и крошится. Гименофор трубчатый, с очень большими, в виде ячеек, угловатыми, часто расщепленными порами.Polyporus squamosus (scaly tinder fungus) is a fungus that causes white wound sound rot of many hardwoods (elm, maple, linden, oak, poplar, birch and others). The fruit bodies of the fungus are annual, in the form of hats with slightly curved edges and most often a side leg. The surface of the cap is slightly depressed, yellowish, with large brown scales. The skin is fleshy, brown, with a black base. The tissue of the fruiting body in the fresh state is white, soft, yellowing and crumbles upon drying. The hymenophore is tubular, with very large, in the form of cells, angular, often split pores.

Заражение ствола происходит через раны в коре, морозобоины и другие повреждения. Гниль, вызываемая чешуйчатым трутовиком, ядровая, но распространяется и на заболонь. Развивается чаще всего в нижней части ствола, иногда заходит в корни. В конечной стадии гниль становится белой, часто с темными линиями, и в ней появляются многочисленные трещинки, идущие в разных направлениях, в трещинах образуются скопления белого мицелия.Infection of the trunk occurs through wounds in the cortex, freezing and other injuries. Rot, caused by a scaly tinder fungus, is sound, but extends to sapwood. It develops most often in the lower part of the trunk, sometimes it goes to the roots. In the final stage, the rot becomes white, often with dark lines, and numerous cracks appear in it, going in different directions, clusters of white mycelium form in the cracks.

Чешуйчатый трутовик является типичным раневым паразитом и особенно часто встречается в поврежденных старых древостоях, лесопарках и других насаждениях с высокой рекреационной нагрузкой.A scaly tinder fungus is a typical wound parasite and is especially common in damaged old stands, forest parks and other stands with a high recreational load.

Для эффективной борьбы с грибами фитопатогенами леса наибольшее значение имеет точность определения конкретного патогена до вида. В последнее время в практику исследований входит метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). С этой целью на базе ПЦР нами разработаны методы молекулярно-генетической идентификации грибов фитопатогенов. Применение данного подхода в комплексе с классическими методами систематики позволяет значительно повысить скорость определения и добиться практически 100% точности определения.For effective control of fungi by forest phytopathogens, accuracy of determining a specific pathogen to a species is of the greatest importance. Recently, the practice of research includes the method of polymerase chain reaction (PCR). To this end, on the basis of PCR, we have developed methods for the molecular genetic identification of phytopathogenic fungi. The application of this approach in combination with the classical methods of taxonomy can significantly increase the speed of determination and achieve almost 100% accuracy of determination.

ITS-регион - наиболее секвенируемый регион у грибов. Он широко используется в молекулярной систематике грибов на уровне видов и может служить маркером даже для внутривидового определения (например, у географически разобщенных внутривидовых типов или штаммов).The ITS region is the most sequenced region in fungi. It is widely used in the molecular taxonomy of fungi at the species level and can serve as a marker even for intraspecific determination (for example, in geographically separated intraspecific types or strains).

Так как эти регионы непосредственно не связаны с кодированием РНК, они активно изменятся в процессе эволюции, что и создает предпосылки для использования их в качестве маркеров эволюционных событий.Since these regions are not directly related to RNA coding, they are actively changing during evolution, which creates the prerequisites for using them as markers of evolutionary events.

При этом у гриба Polyporus squamosus эта область изучена слабо, в литературе и патентных базах мы не обнаружили праймеров, подобранных на эту область.At the same time, this region has been poorly studied in the fungus Polyporus squamosus; in the literature and patent databases we have not found primers selected for this region.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Работа над созданием праймеров, которые используются в подобных наборах, строится обычно следующим образом.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). В данном случае на основе анализа баз релевантных последовательностей мы не обнаружили, поэтому на автоматическом секвенаторе было впервые проведено секвенирование ITS-области этого гриба. Последовательность сиквенса представлена на фиг 1.1. 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). In this case, based on the analysis of the bases of the relevant sequences, we did not find, therefore, the ITS region of this fungus was first sequenced on an automatic sequencer. The sequence of the sequence is presented in Fig. 1.

2. На основании секвенированного участка генома с помощью специального программного обеспечения подбирается последовательность олигонуклеотидов, используемых для проведения ПЦР-реакции (2 праймера). Для этого секвенированная последовательность выравнивается с гомологичными последовательностями (близкородственных грибов) и подбираются праймеры, уникальные для искомой последовательности.2. Based on the sequenced portion of the genome using special software selects the sequence of oligonucleotides used to carry out the PCR reaction (2 primers). For this, the sequenced sequence is aligned with homologous sequences (closely related fungi) and primers are selected that are unique to the desired sequence.

3. Изготовление праймеров заказывается в особом сервисном центре.3. The manufacture of primers is ordered in a special service center.

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).

Предлагаемое изобретение позволяет обнаруживать ДНК фитопатогенного гриба гриба Polyporus squamosus, который вызывает белую раневую ядровую гниль многих лиственных пород (ильмовых, клена, липы, дуба, тополя, березы и других). Однако аналогичные наборы, а также реакционные смеси, праймеры и способы обнаружения ДНК этого гриба не известны.The present invention allows to detect the DNA of the phytopathogenic fungus Polyporus squamosus, which causes white wound core rot of many hardwoods (elm, maple, linden, oak, poplar, birch and others). However, similar kits, as well as reaction mixtures, primers and methods for detecting the DNA of this fungus, are not known.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является достоверное обнаружение указанного гриба в биологическом материале (защищенный грунт, семена, растения, кора).The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is the reliable detection of the indicated fungus in biological material (protected soil, seeds, plants, bark).

Указанный результат достигается путем использования при постановке ПЦР набора синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК возбудителя болезней овощных культур - гриба Polyporus squamosus, включающего в себя праймеры:The specified result is achieved by using a set of synthetic oligonucleotides for PCR to identify DNA of the pathogen of vegetable diseases - the fungus Polyporus squamosus, which includes primers:

5'-TGT ATT GTG ATG TAA CGC АТС G-3'5'-TGT ATT GTG ATG TAA CGC ATS G-3 '

5'-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3'5'-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3 '

Указанный набор синтетических олигонуклеотидов является составной частью набора следующих веществ.The specified set of synthetic oligonucleotides is an integral part of the set of the following substances.

1) Пробирки с реакционной смесью, запаянной парафином. В данную смесь входят указанные праймеры и проба, специфичные к участку гриба Polyporus squamosus - область ITS, смесь дезоксирибонуклеотидтрифосфатов четырех типов, реакционный буфер (100 мМ Tris-HCl (pH 8.8 при 25°C), 500 мМ KCl, 0.8% Р40, 20 мМ MGCl2), внутренний контрольный образец (ВК).1) Test tubes with a reaction mixture sealed with paraffin. This mixture contains the indicated primers and a sample specific to the site of the fungus Polyporus squamosus — ITS region, a mixture of four types of deoxyribonucleotide triphosphates, reaction buffer (100 mM Tris-HCl (pH 8.8 at 25 ° C), 500 mM KCl, 0.8% P40, 20 mM MGCl 2 ), internal control sample (VK).

Праймеры представляют собой синтетические олигонуклеотиды. Праймеры, специфичные к маркерному участку генома возбудителя, вводятся в реакцию непосредственно для амплификации (наработки) продукта. Внутренний контрольный образец (ВК) представляет собой ДНК-последовательность, вносимую в реакцию для оценки эффективности ее протекания. Наработка ВК идет независимо от наработки специфического продукта с помощью отдельных праймеров и проб.Primers are synthetic oligonucleotides. Primers specific for the marker region of the pathogen genome are introduced into the reaction directly for amplification (production) of the product. An internal control sample (VK) is a DNA sequence introduced into the reaction to evaluate the effectiveness of its course. The accumulation of VC is independent of the production of a specific product using separate primers and samples.

2) Раствор фермента Taq-полимеразы.2) Taq polymerase enzyme solution.

3) Положительный контрольный образец - ДНК рекомбинантной плазмиды с клонированным фрагментом размером 453 п.н. генома гриба Polyporus squamosus. Он вносится в пробирку (по аналогии с исследуемыми образцами) для того, чтобы иметь возможность сравнивать результаты, полученные в опытных пробирках, с тем, как должно получаться при "положительной реакции". Соответственно, добавляемые в остальные пробирки образцы ДНК являются опытными.3) A positive control sample — DNA of a recombinant plasmid with a cloned fragment of 453 bp the genome of the fungus Polyporus squamosus. It is introduced into the test tube (by analogy with the test samples) in order to be able to compare the results obtained in experimental tubes with how it should be obtained with a “positive reaction”. Accordingly, the DNA samples added to the remaining tubes are experimental.

4) Отрицательный контрольный образец - образец, который вводится в эксперимент для контроля возможного загрязнения реактивов продуктами ранее проведенных реакций. Положительный результат в этом образце свидетельствует о необходимости заменить реагенты и переставить эксперимент.4) Negative control sample - a sample that is introduced into the experiment to control possible contamination of reagents with products of previously conducted reactions. A positive result in this sample indicates the need to replace the reagents and rearrange the experiment.

Данный набор применяется следующим образом.This set is applied as follows.

1) Биологический материал (защищенный грунт, семена, растения, кора) перед проведением ПЦР с помощью предлагаемого набора реагентов проводится через процедуру пробоподготовки с использованием другого набора (набор реагентов для пробоподготовки, не является предметом данного патента); в ходе этой процедуры из биологического материала выделяется ДНК, которую в свою очередь используют для ПЦР.1) Biological material (protected soil, seeds, plants, bark) before PCR using the proposed set of reagents is carried out through the sample preparation procedure using another set (a set of reagents for sample preparation is not the subject of this patent); during this procedure, DNA is extracted from the biological material, which in turn is used for PCR.

2) Необходимое количество пробирок с подготовленной реакционной смесью, содержащей специфические синтетические олигонуклеотидные праймеры и пробу, маркируется согласно количеству анализируемых образцов.2) The required number of tubes with the prepared reaction mixture containing specific synthetic oligonucleotide primers and a sample is labeled according to the number of analyzed samples.

3) Во все промаркированные пробирки, не повреждая слой парафина, добавляется раствор Taq-полимеразы.3) Taq polymerase solution is added to all labeled tubes without damaging the paraffin layer.

4) Во все промаркированные пробирки (кроме пробирок К- (отрицательный контрольный образец), К+ (положительный контрольный образец)) вносится выделенная согласно п.1) ДНК.4) All labeled tubes (except K- (negative control sample), K + (positive control sample)) contain DNA isolated according to item 1).

5) В пробирку, маркированную К-, вносится отрицательный контрольный образец.5) A negative control sample is introduced into the tube labeled K-.

6) В пробирку, маркированную К+, вносится положительный контрольный образец.6) A positive control sample is added to the tube labeled K +.

7) Все пробирки устанавливаются в блок амплификатора, амплификация проводится согласно следующей программе: 1 цикл 95°C 5 минут, 35 циклов 94°C 45 секунд, 55°C 45 секунд, 72°C 45 секунд, 1 цикл 72°C 10 минут. Хранение 4°C. Могут быть использованы амплификаторы любых производителей.7) All tubes are installed in the amplifier unit, amplification is carried out according to the following program: 1 cycle 95 ° C 5 minutes, 35 cycles 94 ° C 45 seconds, 55 ° C 45 seconds, 72 ° C 45 seconds, 1 cycle 72 ° C 10 minutes . Storage 4 ° C. Amplifiers of any manufacturers can be used.

8) Анализ продуктов реакции проводится с помощью гель электрофореза продуктов реакции в 1% агарозном геле с добавлением бромистого этидия. Визуализируется полоса длиной 453 п.о. с помощью трансиллюминатора.8) Analysis of the reaction products is carried out using gel electrophoresis of the reaction products in a 1% agarose gel with the addition of ethidium bromide. A strip of 453 bp in length is visualized. using a transilluminator.

Положительный результат ПЦР во многом зависит от качества ДНК, выделенной из исследуемого материала. Для решения задачи выделения ДНК из грибов фитопатогенов леса с целью последующей молекулярно-генетической идентификации лучше всего использовать свежесобранные образцы либо высушенный гербарный материал.A positive PCR result is largely dependent on the quality of the DNA isolated from the test material. To solve the problem of isolating DNA from forest phytopathogenic fungi for the purpose of subsequent molecular genetic identification, it is best to use freshly collected samples or dried herbarium material.

Следует понимать, что специалист в данной области техники может без дополнительных экспериментов, с учетом настоящего описания, применить настоящее изобретение на практике в полном объеме. Следовательно, приведенное в данном контексте описание изобретения представлено для иллюстрации, не уменьшающей объем притязаний.It should be understood that a person skilled in the art can, without further experimentation, taking into account the present description, apply the present invention in practice in its entirety. Therefore, the description of the invention given in this context is presented for illustration, not reducing the scope of claims.

Claims (1)

Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК возбудителя болезней лиственных пород (ильмовых, клена, липы, дуба, тополя, березы и других) гриба Polyporus squamosus, вызывающего белую раневую ядровую гниль, методом полимеразной цепной реакции, отличающийся тем, что включает в себя праймеры:
5'-ТGТ АТТ GTG ATG TAA CGC АТС G-3'
5'-ТСС ТСС GCT TAT TGA TAT GC-3'
A set of synthetic oligonucleotides for detecting DNA of a pathogen of hardwood diseases (elm, maple, linden, oak, poplar, birch and others) of the fungus Polyporus squamosus, which causes white wound core rot, by the polymerase chain reaction, characterized in that it includes primers:
5'-TGT ATT GTG ATG TAA CGC ATS G-3 '
5'-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3 '
RU2011132963/10A 2011-08-08 2011-08-08 Synthetic oligonucleotides kit for dna detection of polyporus squamosus fungus - hardwood disease agent by polymerase chain reaction RU2465332C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132963/10A RU2465332C1 (en) 2011-08-08 2011-08-08 Synthetic oligonucleotides kit for dna detection of polyporus squamosus fungus - hardwood disease agent by polymerase chain reaction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132963/10A RU2465332C1 (en) 2011-08-08 2011-08-08 Synthetic oligonucleotides kit for dna detection of polyporus squamosus fungus - hardwood disease agent by polymerase chain reaction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2465332C1 true RU2465332C1 (en) 2012-10-27

Family

ID=47147433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011132963/10A RU2465332C1 (en) 2011-08-08 2011-08-08 Synthetic oligonucleotides kit for dna detection of polyporus squamosus fungus - hardwood disease agent by polymerase chain reaction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2465332C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751248C2 (en) * 2019-12-09 2021-07-12 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур" (ФГБНУ ВНИИЦиСК) Primers for detecting the species monilinia laxa, monilinia fruticola, monilinia fructigena

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161196C2 (en) * 1994-04-25 2000-12-27 Новартис Аг Assay of fungal pathogens using polymerization chain reaction
US20070231793A1 (en) * 2004-02-20 2007-10-04 Karaolis David K Method for direct detection of fungal pathogens

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161196C2 (en) * 1994-04-25 2000-12-27 Новартис Аг Assay of fungal pathogens using polymerization chain reaction
US20070231793A1 (en) * 2004-02-20 2007-10-04 Karaolis David K Method for direct detection of fungal pathogens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751248C2 (en) * 2019-12-09 2021-07-12 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур" (ФГБНУ ВНИИЦиСК) Primers for detecting the species monilinia laxa, monilinia fruticola, monilinia fructigena

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
Osman et al. Application of a spotting sample preparation technique for the detection of pathogens in woody plants by RT-PCR and real-time PCR (TaqMan)
Schroeder et al. Molecular detection and quantification of Pythium species: evolving taxonomy, new tools, and challenges
TWI425093B (en) Method for Extracting Bursaphelenchus xylophilus from Wood Tablets, LAMP Primer of Bursaphelenchus xylophilus and Method for Detecting Bursaphelenchus xylophilus from Wood
Munawar et al. Recombinase Polymerase Amplification Assay for fast, sensitive and on-site detection of Phytophthora cactorum without DNA extraction
Hantula et al. Specific primers for the differentiation of Heterobasidion annosum (s. str.) and H. parviporum infected stumps in northern Europe
Delić Polymerase chain reaction for phytoplasmas detection
JP5522820B2 (en) Method for detecting pathogens of strawberry important diseases and primers for detection
Ježić et al. Changes in Cryphonectria parasitica populations affect natural biological control of chestnut blight
Feau et al. DNA-barcoding identification of plant pathogens for disease diagnostics
RU2720255C1 (en) Methods and kits for powdery dew detection
RU2465332C1 (en) Synthetic oligonucleotides kit for dna detection of polyporus squamosus fungus - hardwood disease agent by polymerase chain reaction
Schubert et al. Quantitative detection of agar-cultivated and rhizotron-grown Piloderma croceum Erikss. & Hjortst. by ITS1-based fluorescent PCR
Hannachi et al. Genetic and phenotypic differences of Fusarium oxysporum f. sp. citri isolated from sweet orange and tangerine
KR20070048098A (en) Specific primer for identifying and detecting alternaria panax in panax ginseng
Ramazanova et al. Validation of microsatellite markers to identify Pl6, Pl8 and Plarg genes that control resistance to Plasmopara halstedii in sunflower
KR101962636B1 (en) Method and primer set for selecting cylindrocarpon destructans
Nicolotti et al. Advances in detection and identification of wood rotting fungi in timber and standing trees
Grundy et al. A molecular approach to explore the extent of the threatened fungus Hypocreopsis rhododendri within wood
Yadav et al. Real-time PCR assay based on topoisomerase-II gene for detection of Fusarium udum
CN113122650A (en) Fruit phytophthora infestans detection method and application thereof
Mahadevakumar et al. Diagnosis of Pythium by classical and molecular approaches
JP5621992B2 (en) Methods for detecting and identifying Candida species
CN117004751B (en) Molecular detection target g7594 of Fusarium solani (Fusarium solani) and application thereof
KR101434832B1 (en) Primers of polymerase chain reactions for the detection of Phytophthora species broken out on kind of fruit tree or seedling, and detection kits and methods thereof

Legal Events

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

Effective date: 20130809