RU2632649C2 - Method of obtaining dna from fish ovicell - Google Patents

Method of obtaining dna from fish ovicell Download PDF

Info

Publication number
RU2632649C2
RU2632649C2 RU2015140181A RU2015140181A RU2632649C2 RU 2632649 C2 RU2632649 C2 RU 2632649C2 RU 2015140181 A RU2015140181 A RU 2015140181A RU 2015140181 A RU2015140181 A RU 2015140181A RU 2632649 C2 RU2632649 C2 RU 2632649C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dna
eggs
sample preparation
fish
sperm
Prior art date
Application number
RU2015140181A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015140181A (en
Inventor
Елена Викторовна Иванёха
Людмила Николаевна Дума
Александр Витальевич Рекубратский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пресноводного рыбного хозяйства" ФГБНУ "ВНИИПРХ"
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 научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пресноводного рыбного хозяйства" ФГБНУ "ВНИИПРХ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пресноводного рыбного хозяйства" ФГБНУ "ВНИИПРХ"
Priority to RU2015140181A priority Critical patent/RU2632649C2/en
Publication of RU2015140181A publication Critical patent/RU2015140181A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2632649C2 publication Critical patent/RU2632649C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor

Abstract

FIELD: veterinary medicine.
SUBSTANCE: method involves sample preparation and DNA purification. In the process of sample preparation, the ovicelles are inseminated with genetically inactivated sperm to produce gynogenetic embryos, from which, after hatching, DNA is exposed. Before the inactivation, the sperm is diluted with 0.9% sodium chloride solution at the ratio of 1:12, inactivation is carried out by UV-radiation at a dose of 300 J/m2, and DNA purification is performed by salt extraction method by lysis of the sample in homogenization buffer solution with proteinase K with further shaking with sodium chloride, purification with a chloroform mixture: isoamyl alcohol and settling DNA from the lysate purified with ethyl alcohol.
EFFECT: invention makes it easier to expose and increase the amount of nuclear DNA suitable for molecular genetic analysis, in particular the use of PCR in the analysis of nuclear genetic materials.
4 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии и рыбоводству, в частности к проведению молекулярно-генетического анализа рыб.The invention relates to biotechnology and fish farming, in particular to the molecular genetic analysis of fish.

Молекулярно-генетические исследования в ихтиологии и рыбоводстве проводятся в течение многих лет для дифференцировки природных популяций рыб, идентификации и паспортизации пород и линий, а также для выявления различий между дикими и искусственно воспроизводимыми особями.Molecular genetic research in ichthyology and fish farming has been carried out for many years to differentiate natural fish populations, to identify and certify breeds and lines, as well as to identify differences between wild and artificially reproduced individuals.

Успешное применение молекулярно-генетических методов анализа, самый эффективный из которых - полимеразная цепная реакция (ПЦР), в значительной степени зависит от получения достаточного количества высокомолекулярной ДНК с ненарушенной структурой, пригодной для постановки ПЦР.The successful application of molecular genetic methods of analysis, the most effective of which is polymerase chain reaction (PCR), largely depends on obtaining a sufficient amount of high molecular weight DNA with an undisturbed structure suitable for PCR.

У рыб наилучшим материалом для выделения ДНК, который можно взять прижизненно без причинения серьезных повреждений, являются фрагменты плавников и кровь. Однако нередки случаи, когда необходимо выделять ДНК из гамет, в том числе из отдельных яйцеклеток. Такая необходимость возникает, например, при изучении различий между соматической и гаметической ДНК у одной и той же особи, при разработке некоторых специальных методов хромосомных манипуляций, при поиске полоопределяющих факторов у видов с женской гетерогаметностью, в исследованиях элиминации трансгена в мейозе. Для этих целей необходимо проведение анализа ядерных генетических маркеров.In fish, fragments of fins and blood are the best material for DNA isolation that can be taken intravitally without causing serious damage. However, there are frequent cases when it is necessary to isolate DNA from gametes, including from individual eggs. Such a need arises, for example, when studying the differences between somatic and gametic DNA in the same individual, when developing some special methods of chromosomal manipulations, when searching for sex-determining factors in species with female heterogeneity, and in studying transgene elimination in meiosis. For these purposes, an analysis of nuclear genetic markers is necessary.

Методы выделения ДНК включают 2 основных этапа - лизис образцов и очистку ДНК лизата от примесей (протеинов, жиров, а также остатков тканей и клеток).DNA extraction methods include 2 main stages - lysis of samples and purification of DNA lysate from impurities (proteins, fats, as well as tissue and cell residues).

Для некоторых видов биологических образцов, а также для большинства фиксированных разными способами образцов необходима предварительная пробоподготовка.For some types of biological samples, as well as for most samples fixed in different ways, preliminary sample preparation is necessary.

Наиболее универсальный способ получения высокомолекулярой ДНК из биологических материалов, который с небольшими модификациями может быть использован для разных видов клеток и тканей, включает в себя пробоподготовку и выделение ДНК с помощью фенольно-хлороформной экстракции (Методические рекомендации по использованию полимеразной цепной реакции в животноводстве. - Дубровицы, 1998. - С. 5-7).The most universal way to obtain high molecular weight DNA from biological materials, which with small modifications can be used for different types of cells and tissues, includes sample preparation and DNA isolation using phenol-chloroform extraction (Guidelines for the use of polymerase chain reaction in animal husbandry. - Dubrovitsy , 1998 .-- S. 5-7).

Предварительная пробоподготовка заключается в осаждении нужных фракций клеток из жидких биологических образцов, оттаивании, промывке и др. Выделение ДНК состоит в том, что сначала проводится лизис образца в лизирующем буфере с протеиназой К, далее очистка лизата фенолом или смесью фенол : хлороформ : изоамиловый спирт, затем смесью хлороформ : изоамиловый спирт. Из очищенного лизата суммарную ДНК осаждают этиловым или изопропиловым спиртом.Preliminary sample preparation consists in sedimenting the desired fractions of cells from liquid biological samples, thawing, washing, etc. DNA isolation consists in first lysing the sample in a lysis buffer with proteinase K, then purifying the lysate with phenol or phenol: chloroform: isoamyl alcohol, then with a mixture of chloroform: isoamyl alcohol. From the purified lysate, total DNA is precipitated with ethyl or isopropyl alcohol.

Однако использование данного метода для выделения ДНК из яйцеклеток рыб имеет ограничения из-за продолжительного и неполного лизиса, что обусловлено сложностью разрушения плотных яйцевых оболочек.However, the use of this method for the isolation of DNA from fish eggs has limitations due to prolonged and incomplete lysis, which is due to the complexity of the destruction of dense egg shells.

При неполном лизисе яйцеклеток, а также низком соотношении ядро (хромосомы)/цитоплазма (всего 1 гаплоидный набор хромосом на крупную клетку с высоким содержанием протеинов и липидов) возникает необходимость увеличивать число этапов очистки лизатов органическими растворителями для удаления белков, жиров и нелизированных остатков. В результате повышается вероятность потери ДНК и нарушения ее структуры.With incomplete lysis of eggs, as well as a low ratio of nucleus (chromosomes) / cytoplasm (only 1 haploid set of chromosomes per large cell with a high content of proteins and lipids), it becomes necessary to increase the number of stages of lysate purification with organic solvents to remove proteins, fats and non-lysed residues. As a result, the probability of DNA loss and structural damage is increased.

Известен способ получения высокомолекулярой ДНК из разных клеток и тканей, включающий пробоподготовку биоматериала и выделение ДНК с помощью солевой экстракции (Методические рекомендации по использованию полимеразной цепной реакции в животноводстве. - Дубровицы, 1998. - С. 10-11). Его основное преимущество перед стандартным фенольно-хлороформным методом заключается в том, что не требуется экстракция фенолом, который является высокоопасным веществом (2-й класс опасности) и к тому же сильным ингибитором ПЦР.A known method of obtaining high molecular weight DNA from different cells and tissues, including sample preparation of biomaterial and DNA extraction using salt extraction (Guidelines for the use of polymerase chain reaction in animal husbandry. - Dubrovitsy, 1998. - S. 10-11). Its main advantage over the standard phenol-chloroform method is that it does not require extraction with phenol, which is a highly hazardous substance (hazard class 2) and also a strong PCR inhibitor.

В данном способе пробоподготовку проводят так же, как в предыдущем (промывка, осаждение клеток из жидких образцов, оттаивание и др.). Выделение ДНК проводят путем лизиса образца в гомогенизационном буфере с протеиназой К, встряхивания лизата с хлоридом натрия, очистки смесью хлороформ: изоамиловый спирт, осаждения из очищенного лизата суммарной ДНК этиловым или изопропиловым спиртом.In this method, sample preparation is carried out in the same way as in the previous one (washing, sedimentation of cells from liquid samples, thawing, etc.). DNA isolation is carried out by lysing a sample in a homogenization buffer with proteinase K, shaking the lysate with sodium chloride, purification with a mixture of chloroform: isoamyl alcohol, and precipitating the total DNA from ethyl acetate or isopropyl alcohol from the purified lysate.

При использовании этого метода для выделения ДНК из яйцеклеток рыб ограничения те же, что и в предыдущем случае, т.е продолжительный и неполный лизис из-за сложности разрушения плотных яйцевых оболочек.When using this method to isolate DNA from fish eggs, the limitations are the same as in the previous case, i.e., prolonged and incomplete lysis due to the complexity of destruction of dense egg membranes.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ДНК из икры рыб, включающий пробоподготовку и дальнейшее выделение ДНК с помощью модификации фенольно-хлороформной экстракции. (Fain S.R. DNA extraction from caviar with organic solvents. - US Department of the Interior, Fish and Wildlife Service, version 5.3.1998).The closest in technical essence and the achieved result is a method of obtaining DNA from fish eggs, including sample preparation and further DNA extraction by modification of phenol-chloroform extraction. (Fain S.R. DNA extraction from caviar with organic solvents. - US Department of the Interior, Fish and Wildlife Service, version 5.3.1998).

Пробоподготовка проводится следующим образом: небольшое количество икры промывают в солевом растворе для удаления жира и разъединения икринок, из них выбирают интактные икринки. Для выделения ДНК 1 икринку помещают в лизирующий раствор с протеиназой К, в который для повышения эффективности лизиса добавлен детергент Triton Х-100, и инкубируют в термостате 1 час при 65°С. Затем проводят очистку лизата смесью фенол: хлороформ, осаждение ДНК 95% этанолом, растворение ДНК в ТЕ-буфере. Этот способ позволяет получать из 1 икринки значительное количество митохондриальной ДНК, пригодной для ПЦР.Sample preparation is carried out as follows: a small amount of caviar is washed in saline to remove fat and separate eggs, intact eggs are selected from them. To isolate DNA, 1 egg is placed in a lysis solution with proteinase K, in which the detergent Triton X-100 is added to increase the lysis efficiency, and incubated in an incubator for 1 hour at 65 ° C. Then, the lysate is purified with a phenol: chloroform mixture, DNA precipitation with 95% ethanol, and DNA dissolution in TE buffer. This method allows to obtain from 1 egg a significant amount of mitochondrial DNA suitable for PCR.

Недостатком данного метода является невозможность получения из икры (яйцеклеток) достаточного количества ядерной геномной (хромосомной) ДНК, пригодной для проведения молекулярно-генетического анализа (в частности, для использования в ПЦР), и в результате невозможность проведения анализа ядерных генетических маркеров.The disadvantage of this method is the inability to obtain from the eggs (eggs) a sufficient amount of nuclear genomic (chromosomal) DNA suitable for molecular genetic analysis (in particular, for use in PCR), and as a result, the inability to analyze nuclear genetic markers.

Это связано с тем, что ядерная ДНК в гаплоидном яйце представлена только одной хромосомной копией, а сама яйцеклетка рыб содержит большое количество белков и жиров (желтка), составляющих запас питательных веществ для развития эмбриона. Трудно выделить такое малое количество ДНК, не повредив ее, и без потерь очистить от большого количества желтка, запасенного в яйцеклетке.This is due to the fact that the nuclear DNA in a haploid egg is represented by only one chromosomal copy, and the fish egg itself contains a large amount of proteins and fats (yolk), which make up the supply of nutrients for embryo development. It is difficult to isolate such a small amount of DNA without damaging it, and without loss to clean from a large amount of yolk stored in the egg.

Использование фенола для очистки ДНК делает метод высокоопасным.The use of phenol for DNA purification makes the method highly hazardous.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в облегчении выделения и увеличении количества выделенной из яйцеклеток ядерной (хромосомной) ДНК, пригодной для проведения молекулярно-генетического анализа, в частности использования в ПЦР при проведении анализа ядерных генетических маркеров, а также в снижении опасности процесса получения ДНК.The technical result of the invention consists in facilitating the isolation and increase in the amount of nuclear (chromosomal) DNA extracted from the eggs, suitable for molecular genetic analysis, in particular, for use in PCR when analyzing nuclear genetic markers, as well as to reduce the risk of the process of obtaining DNA.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения ДНК из яйцеклеток рыб, включающем пробоподготовку и выделение ДНК, особенность заключается в том, что на стадии пробоподготовки яйцеклетки осеменяют генетически инактивированной спермой для получения гиногенетических эмбрионов, из которых после вылупления выделяют ДНК. При этом выделение ДНК проводят методом солевой экстракции.The indicated technical result is achieved in that in the method for producing DNA from fish eggs, including sample preparation and DNA isolation, the peculiarity is that at the stage of sample preparation, the eggs are seeded with genetically inactivated sperm to obtain gynogenetic embryos, from which DNA is isolated after hatching. In this case, DNA is isolated by salt extraction.

Получение на стадии пробоподготовки гиногенетических эмбрионов обусловлено тем, что при гиногенезе в развитии зародыша участвует только ядро яйцеклетки. В процессе развития гиногенетических эмбрионов хромосомный набор исходных яйцеклеток многократно копируется, что позволяет получить из них препараты, содержащие в достаточном количестве хромосомную ДНК, пригодную для использования в ПЦР при проведении анализа ядерных генетических маркеров.Obtaining gynogenetic embryos at the sample preparation stage is due to the fact that during gynogenesis only the egg nucleus is involved in the development of the embryo. In the process of development of gynogenetic embryos, the chromosome set of initial eggs is repeatedly copied, which allows one to obtain preparations containing a sufficient amount of chromosomal DNA suitable for use in PCR for the analysis of nuclear genetic markers.

При вылуплении эмбрионы освобождаются от плотных оболочек яйца, в результате чего при выделении ДНК из вылупившихся эмбрионов достигается их полный лизис, уменьшается его продолжительность и количество этапов очистки лизата органическими растворителями, и как следствие, снижается вероятность потери ДНК и нарушения ее структуры.During hatching, embryos are released from the dense shells of the egg, as a result of which, when DNA is extracted from the hatched embryos, their complete lysis is achieved, its duration and the number of stages of lysate purification with organic solvents are reduced, and as a result, the probability of DNA loss and structural damage is reduced.

Выделение ДНК из гиногенетических эмбрионов методом солевой экстракции, в котором не используется высокотоксичный фенол, снижает опасность процесса получения ДНК.Isolation of DNA from gynogenetic embryos by salt extraction, which does not use highly toxic phenol, reduces the risk of the process of obtaining DNA.

Способ применим для получения ДНК из яйцеклеток практически любых видов рыб с внешним размножением.The method is applicable to obtain DNA from the eggs of virtually any species of fish with external reproduction.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что не обнаружен источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, предлагаемое изобретение соответствует условию «новизна».The analysis of the prior art made it possible to establish that the source is not detected, characterized by signs identical to all the essential features of the claimed invention, therefore, the proposed invention meets the condition of "novelty."

Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники. Применение известного метода индуцированного гиногинеза в заявленном изобретении приводит к получению нового технического результата - облегчению выделения и увеличению количества ядерной ДНК, пригодной для проведения молекулярно-генетического анализа, в частности, использования в ПЦР при проведении анализа ядерных генетических маркеров. Совокупность существенных признаков в заявленном способе делает возможным выделение ядерной ДНК из отдельной яйцеклетки и проведение молекулярно-генетического анализа для самых различных целей.An additional search for known solutions showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist. The use of the known method of induced gynoginesis in the claimed invention leads to a new technical result - to facilitate isolation and increase the amount of nuclear DNA suitable for molecular genetic analysis, in particular, use in PCR for the analysis of nuclear genetic markers. The set of essential features in the claimed method makes it possible to isolate nuclear DNA from a single egg and conduct molecular genetic analysis for a variety of purposes.

Таким образом, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".Thus, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

От нерестующих рыб получают зрелые половые продукты. Из икринок (яйцеклеток) с помощью индуцированного гиногенеза получают гиногенетические эмбрионы. Для этого икринки осеменяют генетически инактивированной посредством УФ-облучения спермой. После вылупления гиногенетических эмбрионов проводят их отбор (и фиксацию, если предусматривается хранение), затем выделяют из них ДНК методом солевой экстракции.Mature fish products are obtained from spawning fish. From eggs (eggs) using induced gynogenesis get gynogenetic embryos. For this, eggs are inseminated with genetically inactivated sperm by UV irradiation. After hatching the gynogenetic embryos, they are selected (and fixed if storage is envisaged), then DNA is extracted from them by salt extraction.

Лизис эмбрионов проводят в гомогенизационном буфере с протеиназой К, полученный лизат встряхивают с хлоридом натрия, очищают смесью хлороформ: изоамиловый спирт и осаждают из очищенного лизата суммарную ДНК этиловым или изопропиловым спиртом.Embryo lysis is carried out in a homogenization buffer with proteinase K, the resulting lysate is shaken with sodium chloride, purified with a mixture of chloroform: isoamyl alcohol and the total DNA is precipitated from the purified lysate with ethyl or isopropyl alcohol.

Примеры осуществления способа проиллюстрированы фотографиями (фиг. 1-4), где приведены электрофореграммы ДНК из икры и из гиногенетических эмбрионов, а также электрофореграммы продуктов ПЦР, полученных с этими препаратами ДНК.Examples of the method are illustrated by photographs (Fig. 1-4), which shows electrophoregrams of DNA from eggs and from gynogenetic embryos, as well as electrophoregrams of PCR products obtained with these DNA preparations.

Пример 1. Из полученной от самки карпа икры отбирали 2 небольшие порции.Example 1. From small eggs obtained from female carp, 2 small portions were selected.

Одну из них промывали в солевом растворе, выбирали интактные яйцеклетки для последующего выделения ДНК посредством фенольно-хлороформного метода в модификации для икры (в соответствии с прототипом). ДНК выделяли из 1, 10, 50, 90 и 270 яйцеклеток. Указанные количества яйцеклеток помещали в лизирующий раствор с протеиназой К и детергентом Triton Х-100 и инкубировали при 65°С. Время лизиса увеличивалось с увеличением числа лизируемых яйцеклеток (икринок). Лизаты очищали смесью фенол: хлороформ, число экстракций увеличивалось с увеличением числа используемых для выделения ДНК икринок. Затем проводили осаждение ДНК 95% этанолом. Осадок ДНК растворяли в бидистиллированной воде.One of them was washed in saline, intact eggs were selected for subsequent DNA isolation using the phenol-chloroform method in the modification for eggs (in accordance with the prototype). DNA was isolated from 1, 10, 50, 90, and 270 eggs. The indicated number of eggs was placed in a lysing solution with proteinase K and Triton X-100 detergent and incubated at 65 ° C. The lysis time increased with an increase in the number of lysed eggs (eggs). The lysates were purified with a phenol: chloroform mixture; the number of extractions increased with the number of eggs used to isolate DNA. Then, DNA was precipitated with 95% ethanol. The DNA precipitate was dissolved in bidistilled water.

Другую порцию икры осеменяли генетически инактивированной спермой для получения гиногенетических эмбрионов.Another portion of eggs was seeded with genetically inactivated sperm to obtain gynogenetic embryos.

Для облучения спермы в качестве источника коротковолнового УФ-излучения (300 Дж/м2) использовали ртутную бактерицидную лампу. Расстояние от лампы до объекта облучения составляло 45 см, продолжительность облучения - 11 мин. Перед облучением сперму разбавляли в соотношении 1:12 (6 капель спермы на 10 мл 0,9% раствора NaCl). 10 мл суспензии разбавленной спермы наливали в 9 см чашку Петри и облучали при постоянном перемешивании на магнитной мешалке. Гиногенетические эмбрионы (гаплоидные) инкубировались в чашках Петри при комнатной температуре. Для предотвращения фотореактивации УФ-повреждений спермиев начальный период инкубации проводили в затемненном помещении. Гиногенетических эмбрионов отбирали для выделения ДНК после вылупления.To irradiate sperm, a mercury bactericidal lamp was used as a source of short-wave UV radiation (300 J / m 2 ). The distance from the lamp to the irradiated object was 45 cm, the irradiation duration was 11 min. Before irradiation, sperm was diluted in a ratio of 1:12 (6 drops of sperm per 10 ml of 0.9% NaCl solution). 10 ml of a suspension of diluted semen was poured into a 9 cm Petri dish and irradiated with constant stirring on a magnetic stirrer. Gynogenetic embryos (haploid) were incubated in Petri dishes at room temperature. To prevent photoreactivation of UV damage to sperm, the initial incubation period was carried out in a darkened room. Gynogenetic embryos were selected for DNA isolation after hatching.

Для последующего выделения ДНК из гиногенетических гаплоидных эмбрионов использовали метод солевой экстракции. 1 гаплоидный эмбрион помещали для лизиса в гомогенизационный буфер с протеиназой К и инкубировали при 62°С 1-2 часа. Лизат встряхивали с хлоридом натрия, очищали смесью хлороформ: изоамиловый спирт и осаждали из очищенного лизата ДНК этиловым спиртом. Осадок ДНК растворяли в бидистиллированной воде.For the subsequent isolation of DNA from gynogenetic haploid embryos, the salt extraction method was used. 1 haploid embryo was placed for lysis in a homogenization buffer with proteinase K and incubated at 62 ° C for 1-2 hours. The lysate was shaken with sodium chloride, purified with a mixture of chloroform: isoamyl alcohol, and ethanol precipitated from the purified DNA lysate. The DNA precipitate was dissolved in bidistilled water.

Полученную суммарную ДНК разделяли методом горизонтального электрофореза в 1,0% агарозном геле с бромистым этидием в буфере ТАЕ (трис-ЭДТА-ацетатная система) и визуализировали под УФ-светом в темной комнате AutoChemi на трансиллюминаторе 2UV. Регистрацию электрофореграмм проводили на компьютере с помощью системы AutoChemi для изучения изображения (UVP).The resulting total DNA was separated by horizontal electrophoresis in a 1.0% ethidium bromide agarose gel in TAE buffer (Tris-EDTA acetate system) and visualized under UV light in a dark AutoChemi room on a 2UV transilluminator. Registration of electrophoregrams was carried out on a computer using the AutoChemi image study system (UVP).

Длина фрагментов ДНК приводится в парах оснований (bp).The length of DNA fragments is given in base pairs (bp).

Результаты электрофореза экстрактов ДНК из яйцеклеток рыб представлены на фиг. 1, из гиногенетических гаплоидных эмбрионов - на фиг. 2. Миграция ДНК на всех электрофореграммах - снизу вверх.The results of electrophoresis of DNA extracts from fish eggs are shown in FIG. 1, from gynogenetic haploid embryos - in FIG. 2. DNA migration on all electrophoregrams - from bottom to top.

На фиг. 1 на дорожке 1 - ДНК-маркер (100 bp); на дорожках 2, 3 - ДНК из 1 яйцеклетки карпов, 4, 5 - ДНК из 10 яйцеклеток карпов, 6, 7 - ДНК из 50 яйцеклеток карпов, 8, 9 - ДНК из 90 яйцеклеток карпов, 10, 11 - ДНК из 270 яйцеклеток карпов; 13-15 - ДНК из 1 икринки осетров; 16, 17 - контроль (экстракты из плавников карпа, содержащие хромосомную ДНК).In FIG. 1 on lane 1 - DNA marker (100 bp); on lanes 2, 3 - DNA from 1 carp egg, 4, 5 - DNA from 10 carp eggs, 6, 7 - DNA from 50 carp eggs, 8, 9 - DNA from 90 carp eggs, 10, 11 - DNA from 270 eggs carps; 13-15 - DNA from 1 sturgeon egg; 16, 17 - control (extracts from carp fins containing chromosomal DNA).

Как видно на фиг. 1, полоса, соответствующая высокомолекулярной хромосомной ДНК (размер порядка 10000 bp и более), наблюдается только на дорожках 16 и 17, на которых проводилось разделение контрольных препаратов ДНК из соматических тканей карпа. На дорожках 2-11, где проводилось разделение экстрактов ДНК из икры (яйцеклеток) карпа, полоса, соответствующая хромосомной ДНК, не визуализируется. Возможные причины ее отсутствия - потеря или разрушение ДНК в процессе выделения.As seen in FIG. 1, the band corresponding to high molecular weight chromosomal DNA (about 10,000 bp or more in size) is observed only on lanes 16 and 17, on which control DNA preparations were separated from somatic tissues of carp. In lanes 2–11, where DNA extracts from carp eggs (eggs) were separated, the strip corresponding to chromosomal DNA was not visualized. Possible reasons for its absence are the loss or destruction of DNA in the process of isolation.

Полоса, соответствующая хромосомной ДНК, хорошо видна на дорожках 1-6 (фиг. 2), на которых проводилось разделение препаратов ДНК из гиногенетических гаплоидных эмбрионов карпа. Таким образом, можно сделать вывод о присутствии высокомолекулярной хромосомной ДНК во всех этих препаратах. Каждый препарат ДНК получен из 1 гиногенетического гаплоидного эмбриона.The band corresponding to chromosomal DNA is clearly visible in lanes 1-6 (Fig. 2), on which DNA preparations were separated from gynogenetic haploid carp embryos. Thus, it can be concluded that the presence of high molecular weight chromosomal DNA in all these preparations. Each DNA preparation is obtained from 1 gynogenetic haploid embryo.

Пример 2. Чтобы оценить пригодность препаратов ДНК, полученных из яйцеклеток и гиногенетических гаплоидных эмбрионов карпа, для проведения ПЦР, их использовали в амплификации целевого фрагмента ДНК длиной 540 bp (рекомбинантная конструкция ptMTa-scGH, встроенная в ядерный геном) со специфическими праймерами AL4 и G35.Example 2. To assess the suitability of DNA preparations obtained from egg cells and gynogenetic haploid carp embryos for PCR, they were used in amplification of the target 540 bp DNA fragment (recombinant ptMTa-scGH construct integrated into the nuclear genome) with specific primers AL4 and G35 .

ПЦР проводили в конечном объеме 25 мкл с 1×ПЦР-буфером, 2 мМ MgCl2, 0,2 мМ динуклеотидтрифосфатов, 10 пмол каждого праймера и 1,5 Ед Taq-полимеразы, используя 2,5 мкл экстракта ДНК.PCR was performed in a final volume of 25 μl with 1 × PCR buffer, 2 mM MgCl 2 , 0.2 mM dinucleotide triphosphates, 10 pmol of each primer and 1.5 U Taq polymerase using 2.5 μl of DNA extract.

Режим ПЦР: предварительная денатурация ДНК - 95°С - 13 мин; синтез ПЦР-продуктов: 5 циклов - 94°С - 40 сек, 62°С - 40 сек, 72°С - 40 сек; 5 циклов - 94°С - 40 сек, 60°С - 40 сек, 72°С - 40 сек; 35 циклов - 94°С - 30 сек, 58°С - 15 сек, 72°С - 15 сек; окончательная достройка цепей - 72°С - 10 мин.PCR mode: preliminary DNA denaturation - 95 ° C - 13 min; synthesis of PCR products: 5 cycles - 94 ° C - 40 sec, 62 ° C - 40 sec, 72 ° C - 40 sec; 5 cycles - 94 ° С - 40 sec, 60 ° С - 40 sec, 72 ° С - 40 sec; 35 cycles - 94 ° С - 30 sec, 58 ° С - 15 sec, 72 ° С - 15 sec; final completion of chains - 72 ° С - 10 min.

Продукты ПЦР разделяли с помощью электрофореза в 1,0% агарозном геле с бромистым этидием в буфере ТАЕ (трис-ЭДТА-ацетатная система) и визуализировали под УФ-светом в темной комнате AutoChemi на трансиллюминаторе 2UV. Регистрацию электрофореграмм проводили на компьютере с помощью системы AutoChemi для изучения изображения (UVP).PCR products were separated by electrophoresis on a 1.0% ethidium bromide agarose gel in TAE buffer (Tris-EDTA acetate system) and visualized under UV light in a dark AutoChemi room on a 2UV transilluminator. Registration of electrophoregrams was carried out on a computer using the AutoChemi image study system (UVP).

Результаты электрофореза продуктов ПЦР, полученных с ДНК из яйцеклеток карпа, представлены на фиг. 3, с ДНК из гиногенетических гаплоидных эмбрионов - на фиг. 4. Миграция ДНК на обеих электрофореграммах - снизу вверх.The results of electrophoresis of PCR products obtained with DNA from carp eggs are shown in FIG. 3, with DNA from gynogenetic haploid embryos, FIG. 4. DNA migration on both electrophoregrams - from bottom to top.

В продуктах ПЦР, полученных с препаратами ДНК из яйцеклеток карпов, амплифицируемый целевой фрагмент длиной 540 bp отсутствует (дорожки 3-12 на фиг. 3). Это может быть связано с недостаточным количеством хромосомной ДНК для проведения ПЦР, а также с нарушением ее структуры в процессе экстракции.In PCR products obtained with DNA preparations from carp eggs, the amplified target fragment of 540 bp in length is absent (lanes 3-12 in Fig. 3). This may be due to an insufficient amount of chromosomal DNA for PCR, as well as a violation of its structure during extraction.

Этот целевой фрагмент выявлен в продуктах ПЦР, полученных с 10 препаратами ДНК из отдельных гиногенетических гаплоидных эмбрионов карпа (дорожки 2-4, 6, 10, 12-15, 17 на фиг. 4). Его отсутствие в остальных 9 амплификатах (дорожки 1, 5, 7-9, 11, 16, 18, 19 на фиг. 4) связано с гемизиготностью самок, от которых получали икру, по этому фрагменту ДНК (конструкция ptMTa-scGH).This target fragment was detected in PCR products obtained with 10 DNA preparations from individual gynogenetic haploid carp embryos (lanes 2-4, 6, 10, 12-15, 17 in Fig. 4). Its absence in the remaining 9 amplitudes (lanes 1, 5, 7-9, 11, 16, 18, 19 in Fig. 4) is associated with the hemizygosity of the females from whom the eggs were obtained for this DNA fragment (ptMTa-scGH construct).

Приведенные примеры иллюстрируют, что предлагаемый способ позволяет получить высокомолекулярную хромосомную ДНК, пригодную для исследования с помощью ПЦР, в достаточном количестве, а также снизить опасность и трудоемкость процедуры выделения ДНК.The above examples illustrate that the proposed method allows to obtain high molecular weight chromosomal DNA, suitable for research using PCR, in sufficient quantities, as well as reduce the danger and the complexity of the DNA isolation procedure.

Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates that when using the claimed invention the following combination of conditions:

- способ получения ДНК из яйцеклеток рыб по заявленному изобретению предназначен для использования в рыбоводстве, в частности при получении ДНК для молекулярно-генетического анализа рыб;- a method for producing DNA from fish eggs according to the claimed invention is intended for use in fish farming, in particular when obtaining DNA for molecular genetic analysis of fish;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.- for the claimed method in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (1)

Способ получения ДНК из яйцеклеток рыб, предусматривающий пробоподготовку и выделение ДНК, отличающийся тем, что в процессе пробоподготовки яйцеклетки осеменяют генетически инактивированной спермой для получения гиногенетических эмбрионов, из которых после вылупления выделяют ДНК, при этом перед инактивацией сперму разбавляют 0,9%-ным раствором хлорида натрия в соотношении 1:12, инактивацию проводят УФ-излучением в дозе 300 Дж/м2, а выделение ДНК осуществляют методом солевой экстракции путем лизиса образца в гомогенизационном буфере с протеиназой К с дальнейшим встряхиванием с хлоридом натрия, очисткой смесью хлороформ: изоамиловый спирт и осаждением ДНК из очищенного лизата этиловым спиртом.A method of obtaining DNA from fish eggs, which involves sample preparation and DNA isolation, characterized in that the eggs are seeded with genetically inactivated sperm during sample preparation to produce gynecogenetic embryos, from which DNA is isolated after hatching, while the sperm is diluted with a 0.9% solution before inactivation sodium chloride in a ratio of 1:12, inactivation is carried out by UV radiation at a dose of 300 J / m 2 , and DNA is isolated by salt extraction by lysis of the sample in a homogenization buffer with a oteinase K with further shaking with sodium chloride, purification with a mixture of chloroform: isoamyl alcohol and precipitation of DNA from purified lysate with ethyl alcohol.
RU2015140181A 2015-09-21 2015-09-21 Method of obtaining dna from fish ovicell RU2632649C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140181A RU2632649C2 (en) 2015-09-21 2015-09-21 Method of obtaining dna from fish ovicell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140181A RU2632649C2 (en) 2015-09-21 2015-09-21 Method of obtaining dna from fish ovicell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015140181A RU2015140181A (en) 2017-03-27
RU2632649C2 true RU2632649C2 (en) 2017-10-06

Family

ID=58454807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015140181A RU2632649C2 (en) 2015-09-21 2015-09-21 Method of obtaining dna from fish ovicell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632649C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113736852A (en) * 2021-09-07 2021-12-03 武汉奥科鼎盛生物科技有限公司 Fish egg cell lysate and rapid PCR amplification sequencing detection method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2312495C2 (en) * 2005-12-21 2007-12-20 Виктор Павлович Васильев Method for obtaining unisexual female offspring in sturgeon fish

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2312495C2 (en) * 2005-12-21 2007-12-20 Виктор Павлович Васильев Method for obtaining unisexual female offspring in sturgeon fish

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IRENE E SAMONTE-PADILLA et al., Induction of diploid gynogenesis in an evolutionary model organism, the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus), BMC Dev Biol., 2011, Vol.11, No.55, pp.1-11. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015140181A (en) 2017-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Woodland et al. Utilization of stored mRNA in Xenopus embryos and its replacement by newly synthesized transcripts: histone H1 synthesis using interspecies hybrids
Sun et al. Cytoplasmic impact on cross-genus cloned fish derived from transgenic common carp (Cyprinus carpio) nuclei and goldfish (Carassius auratus) enucleated eggs
Siripattarapravat et al. Somatic cell nuclear transfer in zebrafish
Astre et al. The African turquoise killifish (Nothobranchius furzeri): biology and research applications
Kao et al. Dissection of Drosophila melanogaster flight muscles for omics approaches
Wu et al. The genetic program of oocytes can be modified in vivo in the zebrafish ovary
RU2632649C2 (en) Method of obtaining dna from fish ovicell
Jensen et al. Sexing of mid‐incubation avian embryos as a management tool for zoological breeding programs
Rahman et al. Induction of diploid gynogenesis by heat shock treatment in silver barb (Barbonymus gonionotus)
Jaylet et al. Experimental gynogenesis in the newt species Pleurodeles waltlii and P. poireti
Collin et al. Zebrafish as a research organism: Danio rerio in biomedical research
Fopp‐Bayat Verification of meiotic gynogenesis in Siberian sturgeon (Acipenser baeri Brandt) using microsatellite DNA and cytogenetical markers
Christopher et al. Optimization of UV treatment to induce haploid androgenesis in the stinging catfish, Heteropneustes fossilis
Blitz Primordial germ cell transplantation for CRISPR/Cas9-based leapfrogging in Xenopus
Qin et al. Rapid genomic and epigenetic alterations in gynogenetic Carassius auratus red var. derived from distant hybridization
BR102019002514A2 (en) A METHOD FOR TRANSFECTION AND EXPRESSION OF EXOGENIC GENES IN NON-MAMMALIAN SPERM CELLS
Geach et al. Genetic analysis of Xenopus tropicalis
Hilsdorf et al. The genetic bases of physiological processes in fish
Allienne et al. Recovery of primary sporocysts in vivo in the Schistosoma mansoni/Biomphalaria glabrata model using a simple fixation method suitable for extraction of genomic DNA and RNA
Pomianowski et al. Cytogenetic investigation of Arctic char× brook trout F1, F2 and backcross hybrids revealed remnants of the chromosomal rearrangements
Shen et al. Visualization of IL-22-expressing lymphocytes using reporter mice
Dubois The anomaly P in palaearctic green frogs of the genus Pelophylax (Ranidae)
Oral Insights into isogenic clonal fish line development using high-throughput sequencing technologies
Havelka et al. Fertilization success of sterlet Acipenser ruthenus and Siberian sturgeon Acipenser baerii gametes under conditions of heterospecific mating
Rożyński et al. Successful application of UV-irradiated rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) spermatozoa to induce gynogenetic development of the European grayling (Thymallus thymallus)