RU2535060C1 - SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF JAPANESE ANGELICA TREE (Aralia elata (Miq.) Seem.) - Google Patents

SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF JAPANESE ANGELICA TREE (Aralia elata (Miq.) Seem.) Download PDF

Info

Publication number
RU2535060C1
RU2535060C1 RU2013125171/15A RU2013125171A RU2535060C1 RU 2535060 C1 RU2535060 C1 RU 2535060C1 RU 2013125171/15 A RU2013125171/15 A RU 2013125171/15A RU 2013125171 A RU2013125171 A RU 2013125171A RU 2535060 C1 RU2535060 C1 RU 2535060C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
miq
seem
synthetic oligonucleotides
species
probe
Prior art date
Application number
RU2013125171/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Геннадьевич Куцев
Ольга Васильевна Уварова
Татьяна Александровна Синицина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский 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 "Алтайский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет"
Priority to RU2013125171/15A priority Critical patent/RU2535060C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2535060C1 publication Critical patent/RU2535060C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of molecular genetics, genetic systematics and pharmacognosy, and is intended for species identification of Japanese angelica tree (Aralia elata (Miq.) Seem.). The set of synthetic oligonucleotides for PCR with fragment ITS2 of nuclear DNA is proposed, comprising forward and reverse primers and destructible probe.
EFFECT: set has a high sensitivity and specificity and enables to identify quickly and reliably the medicinal plant.
1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области молекулярной генетики, геносистематики и фармакогнозии. Использование набора синтетических олигонуклеотидов позволяет достоверно идентифицировать видовую принадлежность лекарственного растения - аралии высокой (Aralia elata (Miq.) Seem.). Изобретение может быть использовано для выявления видовой принадлежности данного растения в ходе проведения скрининга растительного сырья для контроля на соответствие состава, декларированного производителем.The invention relates to the field of molecular genetics, genosystematics and pharmacognosy. Using a set of synthetic oligonucleotides allows you to reliably identify the species of the medicinal plant - high Aralia (Aralia elata (Miq.) Seem.). The invention can be used to identify the species of this plant during the screening of plant materials to control the compliance of the composition declared by the manufacturer.

Среди большого количества методов генодиагностики с целью идентификации присутствия ДНК интересующего вида растений в образце в качестве основы нашего изобретения был принят формат ПЦР с детекцией в режиме реального времени на основе разрушаемого зонда. ПЦР в реальном времени имеет преимущество перед обычными ПЦР-системами идентификации - отсутствие необходимости последующего анализа, что минимизирует риск контаминации в лаборатории. Характерна также повышенная чувствительность и отсутствие ложноположительного результата при неспецифичном отжиге праймеров. Кроме того, следует отметить обеспеченность практически всех молекулярно-генетических диагностических лабораторий оборудованием, необходимым для проведения ПЦР с детекцией в режиме реального времени и широкое использование метода в клинической диагностике и органами госконтроля.Among a large number of genetic diagnostic methods in order to identify the presence of DNA of a plant species of interest in a sample, the PCR format with real-time detection based on a destructible probe was adopted as the basis of our invention. Real-time PCR has an advantage over conventional PCR identification systems - there is no need for further analysis, which minimizes the risk of contamination in the laboratory. Hypersensitivity and the absence of a false positive result with non-specific annealing of primers are also characteristic. In addition, it should be noted that virtually all molecular genetic diagnostic laboratories are equipped with the equipment necessary for real-time PCR testing and the widespread use of the method in clinical diagnostics and state control bodies.

На основе анализа методов детекции продукта полимеразной цепной реакции выбираем метод на основе разрушаемого зонда, так как он относится к специфичным методам детекции, возможно свободно его использовать без нарушения авторских и смежных прав (первоначально система разрушаемого зонда предложена в 1991 году, при этом все патенты на настоящий момент закончили свое действие).Based on the analysis of methods for detecting the product of the polymerase chain reaction, we choose a method based on a destructible probe, since it belongs to specific detection methods, it is possible to use it freely without violating copyright and related rights (initially, the system of destructible probe was proposed in 1991, with all patents for the present moment has finished its effect).

Прототип - рассмотрим идентификацию лекарственных растений с использованием фрагмента ITS2, амплифицированного специфичными праймерами [Chiou SJ, Yen JH, Fang CL, Chen HL, Lin TY Authentication of medicinal herbs using PCR-amplified ITS2 with specific primers//Planta Med. 2007, Oct; 73(13): 1421-6. Epub 2007 Oct 1]. В прототипе используются специфичные наборы праймеров BEL-1/BEL-3 и BEL-2/BEL-3 для амплификации ITS2 участка рДНК 55 лекарственных растений.Prototype - consider the identification of medicinal plants using the ITS2 fragment amplified with specific primers [Chiou SJ, Yen JH, Fang CL, Chen HL, Lin TY Authentication of medicinal herbs using PCR-amplified ITS2 with specific primers // Planta Med. 2007, Oct; 73 (13): 1421-6. Epub 2007 Oct 1]. The prototype uses specific sets of primers BEL-1 / BEL-3 and BEL-2 / BEL-3 to amplify the ITS2 region of the 55 rDNA of 55 medicinal plants.

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка праймеров и разрушаемых зондов на основе данных видоспецифичных нуклеотидных последовательностей ядерной ДНК растений. В качестве видоспецифичных участков используется ITS2 фрагмент ядерной ДНК (internal transcribed spacer 2), обладающий большой копийностью в геноме [Alvarez, I. & Wendel, J. F. (2003) Ribosomal ITS sequences and plant phylogenetic inference // Mol. Phylogenet. Evol. 29, 417-434] и используемый в проектировании системы ДНК-баркодинга. В этом регионе показана высокая вариабельность и потенциальная применимость в качестве маркерного участка [Stoeckle, М. (2003) Use of DNA barcodes to identify flowering plants // Bioscience 53, 2-3].The technical result of the claimed invention is the development of primers and destructible probes based on data of species-specific nucleotide sequences of plant nuclear DNA. ITS2 fragment of nuclear DNA (internal transcribed spacer 2), which has a large copy number in the genome [Alvarez, I. & Wendel, J. F. (2003) Ribosomal ITS sequences and plant phylogenetic inference // Mol. Phylogenet. Evol. 29, 417-434] and used in the design of a DNA barcoding system. This region shows high variability and potential applicability as a marker site [Stoeckle, M. (2003) Use of DNA barcodes to identify flowering plants // Bioscience 53, 2-3].

Принципиальные отличия прототипа от заявленного изобретения следующие: идентифицируются лекарственные растения с нуклеотидными последовательностями специфичных праймеров, отличные от заявленных. Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления видовой принадлежности лекарственного растения - аралии высокой (Aralia elata (Miq.) Seem.), включающий проведение полимеразной цепной реакции с фрагментом ITS 2 ядерной ДНК, где для идентификации данного растения используют специфичные прямой, обратный праймеры и разрушаемый зонд, где в качестве прямого праймера используется последовательность ДНК со следующим нуклеотидным составом: 5'-CGGCAACGGATATCTCGGCT-3'The principal differences of the prototype from the claimed invention are as follows: medicinal plants with nucleotide sequences of specific primers that are different from those declared are identified. A set of synthetic oligonucleotides for identifying the species of a medicinal plant - high Aralia (Aralia elata (Miq.) Seem.), Including polymerase chain reaction with a fragment of ITS 2 nuclear DNA, where specific direct, reverse primers and a destructible probe are used to identify this plant where a DNA sequence with the following nucleotide composition is used as a direct primer: 5'-CGGCAACGGATATCTCGGCT-3 '

в качестве обратного праймера используется последовательность ДНК соthe reverse sequence is a DNA sequence with

следующим нуклеотидным составом: 5'-GGGTCACCGCACGACATGAG-3'the following nucleotide composition: 5'-GGGTCACCGCACGACATGAG-3 '

в качестве разрушаемого зонда используется последовательность ДНК соa DNA sequence with

следующим нуклеотидным составом: (флуоресцентная метка)-5'-the following nucleotide composition: (fluorescent label) -5'-

С ATCGAGTCTTTG AACGC АА-3' -(гаситель).With ATCGAGTCTTTG AACGC AA-3 '- (damper).

Работа над созданием праймеров строится следующим образом.Work on the creation of primers is constructed as follows.

1) С помощью открытых и коммерческих баз данных нуклеотидных последовательностей различных видов растений либо в результате самостоятельного определения нуклеотидной последовательности растений выбирается участок генома, встречающийся у всех видов.1) Using open and commercial databases of nucleotide sequences of various plant species or as a result of independent determination of the nucleotide sequence of plants, a portion of the genome that is found in all species is selected.

2) На основании выбранного участка генома с помощью специального программного обеспечения или вручную подбирается последовательность олигонуклеотидов, используемых для проведения ПЦР-реакции (2 праймера и зонд). На данном этапе работа заключается в создании выравнивания многих последовательностей и выборе участка последовательности, где присутствуют отличия для создания прямого, обратного праймеров и зонда. Выравнивание геномных последовательностей означает сравнение последовательностей многих видов друг с другом, поиск гомологичных для растений участков.2) Based on the selected region of the genome, using the special software or manually selects the sequence of oligonucleotides used for the PCR reaction (2 primers and probe). At this stage, the work consists in creating the alignment of many sequences and selecting a portion of the sequence where differences are present to create forward, reverse primers and probe. Alignment of genomic sequences means comparing the sequences of many species with each other, searching for sites homologous to plants.

3) Изготовление праймеров и зонда производится на автоматических синтезаторах.3) The manufacture of primers and probe is made on automatic synthesizers.

4) С помощью практических экспериментов доказывается пригодность подобранных последовательностей для конкретных целей.4) Using practical experiments, the suitability of the selected sequences for specific purposes is proved.

Анализ нуклеотидного полиморфизма последовательности ITS2 на основании данных NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) и секвенированных de novo последовательностей видов, не размещенных в генбанке, позволяет применить данные последовательности в качестве основы для создания праймеров. Для детекции накопления продукта ПЦР в ходе реакции используют технологию с разрушаемым зондом (Holland Р М, Abramson R D, Watson R, Gelfand D H. Detection of specific polymerase chain reaction product by utilizing the 5'-3' exonuclease activity of Thermus aquaticus DNA polymerase.//Proc Natl Acad Sci U S A. 1991 August 15; 88(16): 7276-7280).Analysis of the nucleotide polymorphism of the ITS2 sequence based on the NCBI data (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) and de novo sequenced sequences of species that are not located in the genebank allows us to use these sequences as the basis for creating primers. For the detection of the accumulation of the PCR product during the reaction, a destructible probe technology is used (Holland PM, Abramson RD, Watson R, Gelfand D H. Detection of specific polymerase chain reaction product by utilizing the 5'-3 'exonuclease activity of Thermus aquaticus DNA polymerase .//Proc Natl Acad Sci US A. 1991 August 15; 88 (16): 7276-7280).

В качестве флуоресцентной метки используют, например, FAM, в качестве гасителя BHQ1 (возможны другие комбинации флуорофоров и гасителей и это не является предметом охраны авторских прав).For example, FAM is used as a fluorescent label, as a BHQ1 quencher (other combinations of fluorophores and quenchers are possible and this is not subject to copyright).

Аналогичные наборы, реакционные смеси, праймеры для амплификации и выявления видовой принадлежности аралии высокой (Aralia elata (Miq.) Seem.) не выявлены.Similar kits, reaction mixtures, primers for amplification and identification of species of Aralia high (Aralia elata (Miq.) Seem.) Were not identified.

Ход работы с применением набора синтетических олигонуклеотидов для амплификации состоит из следующих шагов.The progress using a set of synthetic oligonucleotides for amplification consists of the following steps.

ПримерExample

1) Растительный материал перед проведением ПЦР с помощью заявляемого набора проводится через процедуру пробоподготовки с использованием набора Diamont DNA kit в соответствии с инструкцией производителя; в ходе этой процедуры из растительного материала выделяется ДНК, которую в свою очередь используют для ПЦР.1) Plant material before PCR using the inventive kit is carried out through a sample preparation procedure using the Diamont DNA kit in accordance with the manufacturer's instructions; during this procedure, DNA is extracted from the plant material, which in turn is used for PCR.

2) Полимеразную цепную реакцию проводят на амплификаторе CFX96 (Bio-Rad, USA). Амплификация проводится по следующей программе: 1 цикл: 95°С - 3 мин; 40 циклов: 95°С - 10 сек, 58°С - 30 сек (на данной стадии производится сканирование уровня флуоресценции). Инкубационная смесь конечным объемом 25 мкл содержит: 14,1 мкл Н20; 2 мкл ДНК; 2,5 мкл 10Х буфер; 2,5 мкл 25 мМ MgC12; по 1 мкл 10 мМ каждого праймера; 0,5 мкл. зонда; 1,2 мкл 20 мМ dNTPs; 0,2 мкл Taq-полимеразы. Результат амплификации определяют по нарастанию уровня флуоресценции, фиг.1.2) The polymerase chain reaction is carried out on a CFX96 thermocycler (Bio-Rad, USA). Amplification is carried out according to the following program: 1 cycle: 95 ° C - 3 min; 40 cycles: 95 ° С - 10 sec, 58 ° С - 30 sec (at this stage, the fluorescence level is scanned). The incubation mixture with a final volume of 25 μl contains: 14.1 μl of H20; 2 μl of DNA; 2.5 μl of 10X buffer; 2.5 μl 25 mM MgC12; 1 μl of 10 mm each primer; 0.5 μl a probe; 1.2 μl of 20 mM dNTPs; 0.2 μl of Taq polymerase. The amplification result is determined by the increase in the level of fluorescence, Fig.1.

Для выявления аралии высокой (Aralia elata (Miq.) Seem.):To identify high Aralia (Aralia elata (Miq.) Seem.):

в качестве прямого праймера используется последовательность ДНК со следующим нуклеотидным составом: 5'-CGGCAACGGATATCTCGGCT-3', в качестве обратного праймера используется последовательность ДНК со следующим нуклеотидным составом: 5'-GGGTCACCGCACGACATGAG-3', в качестве разрушаемого зонда используется последовательность ДНК со следующим нуклеотидным составом: (флуоресцентная метка)-5'-С ATCGAGTCTTTG AACGCAA-3' -(гаситель).a DNA sequence with the following nucleotide composition is used as a forward primer: 5'-CGGCAACGGATATCTCGGCT-3 ', a DNA sequence with the following nucleotide composition is used as a reverse primer: 5'-GGGTCACCGCACGACATGAG-3', a DNA sequence with the following nucleotide is used as a destructible probe composition: (fluorescent label) -5'-C ATCGAGTCTTTG AACGCAA-3 '- (quencher).

Гаситель располагается на 5'-конце, а флуоресцентная метка на 3'-конце разрушаемых зондов.The quencher is located at the 5'-end, and the fluorescent label at the 3'-end of the destroyed probes.

Разработан набор синтетических олигонуклеотидов для выявления видовой принадлежности лекарственного растения - аралии высокой (Aralia elata (Miq.) Seem.) методом полимеразной цепной реакции с детекцией в режиме реального времени. Набор обладает высокой чувствительностью и специфичностью, позволяет быстро и достоверно провести идентификацию рассмотренного лекарственного растения.A set of synthetic oligonucleotides has been developed to identify the species of a medicinal plant - high Aralia (Aralia elata (Miq.) Seem.) By the polymerase chain reaction method with real-time detection. The set has high sensitivity and specificity, allows you to quickly and reliably identify the considered medicinal plants.

Claims (1)

Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления видовой принадлежности аралии высокой (Aralia elata (Miq.) Seem.), включающий проведение полимеразной цепной реакции с фрагментом ITS2 ядерной ДНК, отличающийся тем, что для идентификации используются видоспецифичные участки для создания прямого, обратного праймеров и разрушаемого зонда: в качестве прямого праймера - последовательность ДНК со следующим нуклеотидным составом: 5'-CGGCAACGGATATCTCGGCT-3', в качестве обратного праймера - последовательность ДНК со следующим нуклеотидным составом: 5'-GGGTCACCGCACGACATGAG-3', в качестве разрушаемого зонда - последовательность ДНК со следующим нуклеотидным составом: (флуоресцентная метка)-5'-CATCGAGTCTTTGAACGCAA-3' -(гаситель). A set of synthetic oligonucleotides for identifying the species of aralia high (Aralia elata (Miq.) Seem.), Including a polymerase chain reaction with a fragment of ITS2 nuclear DNA, characterized in that species-specific sites are used to identify the direct, reverse primers and destructible probe: as a direct primer, a DNA sequence with the following nucleotide composition: 5'-CGGCAACGGATATCTCGGCT-3 ', as a reverse primer, a DNA sequence with the following nucleotide composition: 5'-GGGTCACCGCACGACATGAG-3', as a destructible probe, a DNA sequence with the following nucleotide composition: (fluorescent label) -5'-CATCGAGTCTTTGAACGCAA-3 '- (quencher).
RU2013125171/15A 2013-05-30 2013-05-30 SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF JAPANESE ANGELICA TREE (Aralia elata (Miq.) Seem.) RU2535060C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125171/15A RU2535060C1 (en) 2013-05-30 2013-05-30 SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF JAPANESE ANGELICA TREE (Aralia elata (Miq.) Seem.)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125171/15A RU2535060C1 (en) 2013-05-30 2013-05-30 SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF JAPANESE ANGELICA TREE (Aralia elata (Miq.) Seem.)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2535060C1 true RU2535060C1 (en) 2014-12-10

Family

ID=53285778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013125171/15A RU2535060C1 (en) 2013-05-30 2013-05-30 SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF JAPANESE ANGELICA TREE (Aralia elata (Miq.) Seem.)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2535060C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182176C2 (en) * 1991-09-24 2002-05-10 Кейгене Н.В. Method of selective amplification, oligonucleotide and set for selective amplification
US7811766B2 (en) * 2007-03-28 2010-10-12 Thinkvillage, Llc Genetic identification and validation of Echinacea species

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182176C2 (en) * 1991-09-24 2002-05-10 Кейгене Н.В. Method of selective amplification, oligonucleotide and set for selective amplification
US7811766B2 (en) * 2007-03-28 2010-10-12 Thinkvillage, Llc Genetic identification and validation of Echinacea species

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHIOU S.J. et al. Authentication of medicinal herbs using PCR-amplified ITS2 with specific primers. Planta Med. 2007 Oct; 73(13): 1421-1426. Epub 2007 Oct 1. АРТЮКОВА Е.В. и др. Филогенетические связи дальневосточных аралиевых по результатам сравнения последовательностей ITS региона ядерной рДНК. Генетика. 2005; 41(5): 1-10 [Найдено 13.08.2014] [он-лайн], Найдено из Интернет: URL: http://www.biosoil.ru/files/00000035.pdf. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aslam et al. Recent advances in molecular techniques for the identification of phytopathogenic fungi–a mini review
CN101611155B (en) Diagnostic sequences for shrimp pathogens
CN104046700A (en) Detection kit for quickly identifying donkey skin, horse skin and mule skin
EP3353320B1 (en) Improved detection of short homopolymeric repeats
CN107988427A (en) Prawn hepatopancreatic parvovirus(HPV)RAA constant temperature fluorescence detection method and reagent
CN107828913A (en) Prawn white spot syndrome(WSSV)RAA constant temperature fluorescence detection method and kit
RU2573937C1 (en) SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF BUPLEURUM MULTINERVE (Bupleurum multinerve DC)
US11414714B2 (en) Methods and kits for the detection of powdery mildew
CN107022615A (en) LAMP primer group, kit and detection method for detecting pine wood nematode
CN107119116A (en) Whether detection Monochamus alternatus carries primer sets, kit and its application of pine wood nematode
RU2526499C1 (en) SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF ROSEROOT (Rhodiola quadrifida (Pall) Fisch et Mey)
CN103397108A (en) HCLV (hog cholera lapinized virus) fluorescent quantitation RT-PCR (reverse transcription-polymerase chain reaction) detection kit
RU2535060C1 (en) SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF JAPANESE ANGELICA TREE (Aralia elata (Miq.) Seem.)
CN116479093A (en) Rhinoceros nucleic acid rapid detection method and detection kit based on CRISPR fluorescence method
CN107937617A (en) Detect the RT LAMP primer compositions thing and its kit and method of Sai Neijia paddy viruses
Boutigny et al. Optimization of a real-time PCR assay for the detection of the quarantine pathogen Melampsora medusae f. sp. deltoidae
RU2549453C2 (en) SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR IDENTIFICATION OF SPECIES AFFILIATION OF COMMON HEATHER (Calluna vulgaris (L.) Hull.)
RU2535064C1 (en) SET OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR SPECIES IDENTIFICATION OF SPINY ELEUTEROCOCUS, ELEUTHEROCOCCUS (Eleutherococcus senticocus (Rupr. et Maxim.) Maxim.)
RU2535063C1 (en) KIT OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES FOR IDENTIFYING SPECIES OF COTTON WEED (Filaginella uliginosa (L) Opiz)
CN107236826A (en) A kind of LAMP primer group, kit and detection method for detecting lily asymptomatic virus
Mirmajlessi et al. General principles of real-time PCR: a technology for quantitative detection of phytopathogens
Ijaz et al. Molecular phytopathometry
JP6880554B2 (en) Mold detection carrier, mold detection method, and mold detection kit
RU2791958C1 (en) OLIGONUCLEOTIDES FOR DETECTION OF SARS-CoV-2 MUTATION S:N501Y
RU2795016C1 (en) OLIGONUCLEOTIDES FOR DETECTION OF MUTATION S:delVYY143-145 OF SARS-CoV-2

Legal Events

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

Effective date: 20180531