Ocena wybranych metod izolacji DNA pod względem ich przydatności w hodowli pszenicy
Aleksandra Pietrusińska
a.pietrusinska@ihar.edu.plZakład Hodowli i Genetyki Stosowanej, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (Poland)
Paweł Cz. Czembor
Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (Poland)
Abstrakt
Opracowano wiele metod izolacji roślinnego DNA. Jednak większość z nich nie jest powszechnie wykorzystywana do selekcji wspomaganej markerami z uwagi na złożoność procedur, dużą czasochłonność i wysokie koszty. Porównano przydatność trzech metod izolacji DNA pod kątem wykorzystania ich w masowej selekcji w hodowli pszenicy. Zastosowano metody: zestaw DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen), DNAzol Direct (Molecular Research Center) oraz lizę alkaliczną opartą o NaOH. Wszystkie matryce przechowywane były w jednakowych warunkach. Aby ocenić trwałość preparatów, do reakcji PCR pobrano DNA po jednym, dziesięciu, trzydziestu i czterdziestu dniach od izolacji. W analizie molekularnej łącznie wykorzystano dwanaście markerów mikrosatelitarnych (SSR). Ocena przydatności każdej z trzech metod izolacji DNA polegała na analizie liczby zamplifikowanych produktów w reakcji PCR, przeprowadzonej po czterech różnych okresach przechowywania DNA, a także na analizie uzyskanych produktów pod względem ich intensywności. Otrzymane wyniki wykazały, że najbardziej stabilnym układem oprócz referencyjnej metody opartej o zestaw DNeasy Plant Mini Kit, okazały się matryce po tak zwanej szybkiej ekstrakcji z udziałem NaOH. Wykorzystanie tej metody do selekcji opartej o mikrosatelity może być z powodzeniem stosowana, ponieważ jest niezawodna, szybka i znacznie obniża koszty programów hodowlanych. Natomiast przy izolacji DNA za pomocą odczynnika DNAzol Direct otrzymano inne wyniki od opisywanych w literaturze.
Słowa kluczowe:
izolacja DNA, pszenicaBibliografia
Ata-ur Rehman, Raman R., Read B., Raman H. 2001. High throughput DNA isolation method for routine marker assisted selection in barley. Proceedings of the 10th Australian Barley Technical Symposium, 2001.
Google Scholar
Burr K., Harper R., Linacre A. 2001. One-step isolation of plant DNA suitable for PCR amplification. Plant Mol. Biol. Rep. 19: 367 — 371.
Google Scholar
Caldwell K. S., Dvorak J., Lagudah E. S., Akhunov E., Luo M. C., Wolters P., Powell W. 2004. Sequence polymorphism in polyploid wheat and their D-genome diploid ancestor. Genetics 167: 941 — 947.
Google Scholar
Ching A., Caldwell K., Jung M., Dolan M., Smith O., Tingey S., Morgante M., Rafalski A. J. 2002. SNP frequency, haplotype structure and linkage disequilibrium in elite maize inbred lines. BMC Genetics 3: 19.
Google Scholar
Haymes K. M. 1996. Mini-prep method suitable for a plant breeding program. Plant Mol. Biol. Rep. 14: 280 — 284.
Google Scholar
Hong J. K., Hwang B. K. 2005. Induction of enhanced disease resistance and oxidative stress tolerance by overexpression of pepper basic PR-1 gene in Arabidopsis. Physiologia Plantarum 124: 267 — 277.
Google Scholar
Hu W. W., Gong H., Pua E. C. 2005. Molecular cloning and characterization of S-adenosyl-methionine decarboxylase genes from mustard (Brassica juncea). Physiologia Plantarum 124: 25.
Google Scholar
Karakousis A., Langridge P. 2003. A high-throughput plant DNA extraction method for marker analysis. Plant Mol. Biol. Rep. 21: 95a — 95f.
Google Scholar
Koebner R. M. D., Summers R. W. 2003. 21st century wheat breeding: plot selection or plate detection? Trends in Biotechnology 21 (2): 59 — 63.
Google Scholar
Konishi T., Yasui Y., Ohnishi O. 2005. Orginal birthplace of cultivated common buckwheat inferred from genetic relationships among cultivated populations and natural populations of wild common buckwheat revealed by AFLP analysis. Genes & Genetic Systems 80 (2): 113 — 119.
Google Scholar
Lange D. A., Penuela S., Denny R. L., Mudge J., Concibo V. C., Orf J. H., Young N. D. 1998. A plant DNA isolation protocol suitable for polymerase chain reaction based marker-assisted breeding. Crop Sci. 38: 217 — 220.
Google Scholar
Navajas-Pérez R., Herrán R., González G. L., Jamilena M., Lozano R., Rejón C. R., Rejón M. R., Garrido-Ramos M. A. 2005. The evolution of reproductive systems and sex-determining mechanisms within Rumex (Polygonaceae) inferred from nuclear and chloroplastidial sequence data. Molecular Biology and Evolution 22 (9):1929 — 1939.
Google Scholar
Paris M., Carter M. 2000. Cereal DNA: A rapid high-throughput extraction method for marker assisted selection. Plant Mol. Biol. Rep. 18: 357 — 360.
Google Scholar
Peist R., Hansel D., Twieling G., Löffert D. 2001. PCR inhibitors in plant DNA preparations. QIAGEN News 3: 7 — 9.
Google Scholar
Peng J., Korol A. B., Fahima T., Röder S., Ronin Y. I., Li Y. C., Nevo E. 2000. Molecular genetic maps in wild emmer wheat, Triticum dicoccoides: genome-wide coverage, massive negative interference, and putative quasi-linkage. Genome Res. 10: 1509 — 1531.
Google Scholar
Pestsova E., Ganal M. W., Röder M. S. 2000. Isolation and mapping of microsatellite markers specific for the D genome of bread wheat. Genome 43: 689 — 697.
Google Scholar
Post R., Post L., Dayteg C., Nilsson M., Forster B. P., Tuvesson S. 2003. A high-throughput DNA extraction method for barley seed. Euphytica 130: 255 — 260.
Google Scholar
Ribaut J. M., Hoisington D. 1998. Marker-assisted selection: new tools and strategies. Trends in Plant Science 3(6): 236 — 239.
Google Scholar
Röder M. S., Korzun V., Wendehake K., Plaschke J., Tixier M. H., Leroy P., Ganal M. W. 1998. A microsatellite map of wheat. Genetics 149: 2007 — 2023.
Google Scholar
Rudnóy S., Bratek Z., Páldi E., Rácz I., Lásztity D. 2002. FLC-like factors in wheat (cv. Mv15) and Conyza sp. Proceedings of the 7th Hungarian Congress on Plant Physiology.
Google Scholar
Somers D. J., Isaac P., Edwards K. 2004. A high-density microsatellite consensus map for bread wheat (Triticum aestivum L.). Theor. Appl. Genet. 109: 1105 — 1114.
Google Scholar
Song Q. J., Shi J. R., Singh S., Fickus E. W., Costa J. M., Lewis J., Gill B. S., Ward R., Cregan P. B. 2005. Development and mapping of microsatellite (SSR) markers in wheat. Theor. Appl. Genet. 110: 550 — 560.
Google Scholar
Stein N., Herren G., Keller B. 2001. A new DNA extraction method for high-throughput marker analysis in a large-genome species such as Triticum aestivum. Plant Breeding 120: 354 — 356.
Google Scholar
Thompson D., Henry R. 1995. Single-step protocol for preparation of plant tissues for analysis by PCR. Biotechniques 19: 394 — 400.
Google Scholar
Tuvesson S. L. v Post, Öhlund R., Hagberg P., Graner A., Svitashev S., Schehr M. & Elovsson. 1998. Molecular breeding for the BaMMV/BaYMV resistance gene ym4 in winter barley. Plant Breed. 117: 19 — 22.
Google Scholar
Wang H., Qi M., Cutler A. J. 1993. A simple method of preparing plant samples for PCR. Nucleic Acids Research 21 (17): 4153 — 4154.
Google Scholar
Warner P., Karakousis A., Schiemann A., Eglinton J., Langridge P., Barr A. 2001. An investigation of a rapid DNA extraction method for routine MAS in the S.A. Barley Improvement Program. Proceedings of the 10th Australian Barley Technical Symposium.
Google Scholar
Werner O., Ros M. R., Guerra J. 2002. Direct amplification and NaOH extraction: two rapid and simple methods preparing bryophyte DNA for polymerase chain reaction (PCR). J. Bryology 24: 127 — 131.
Google Scholar
Yamane K., Kawahara T. 2005. Intra- and interspecific phylogenetic relationships among diploid Triticum-Aegilops species (Poaceae) based on base-pair substitutions, indels, and microsatellites in chloroplast noncoding sequences. Am. J. Botany 92(11): 1887 — 1898.
Google Scholar
Autorzy
Aleksandra Pietrusińskaa.pietrusinska@ihar.edu.pl
Zakład Hodowli i Genetyki Stosowanej, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Poland
Autorzy
Paweł Cz. CzemborZakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Poland
Statystyki
Abstract views: 96PDF downloads: 56
Licencja
Prawa autorskie (c) 2007 Aleksandra Pietrusińska, Paweł Cz. Czembor
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Henryk J. Czembor, Jerzy H. Czembor, Aleksandra Pietrusińska, Olga Domeradzka, Odporność na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f.sp. hordei) odmian jęczmienia włączonych do badań rejestrowych w Polsce w roku 2010 , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 260/261 (2011): Wydanie regularne
- Aleksandra Pietrusińska, Wykorzystanie markerów molekularnych do wprowadzania genów odporności na rdzę brunatną (Puccinia recondita f. sp. tritici) i mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. tritici) do pszenicy ozimej , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 256 (2010): Wydanie regularne
- Paweł Cz. Czembor, Magdalena Radecka, Edward Arseniuk, Mapa molekularna pszenicy (Triticum aestivum L.) , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 243 (2007): Wydanie regularne
- Aleksandra Pietrusińska, Grzegorz Gryziak, Kinga Smolińska, Agnieszka Osińska, Marcin Zaczyński, Monika Żurek, Poszukiwanie źródeł odporności na stresy biotyczne w dawnych odmianach i populacjach miejscowych pszenic i pszenżyta , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 283 (2018): Wydanie specjalne
- Paweł Cz. Czembor, Magdalena Radecka, Edward Arseniuk, Mapowanie loci odporności pszenicy ozimej na septoriozę paskowaną powodowaną przez grzyba Mycosphaerella graminicola , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 243 (2007): Wydanie regularne
- Jerzy H. Czembor, Aleksandra Pietrusińska, Henryk J. Czembor, Zasoby genowe jęczmienia w hodowli roślin i pracach badawczych 1998–2018 , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 283 (2018): Wydanie specjalne
- Henryk J. Czembor, Jerzy H. Czembor, Aleksandra Pietrusińska, Olga Domeradzka, Odporność na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f.sp. hordei) odmian jęczmienia włączonych do badań rejestrowych w Polsce w roku 2011 , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 265 (2012): Wydanie regularne
- Aleksandra Pietrusińska, Mirosław Tyrka, Kinga Smolińska, Wykorzystywanie zasobów genowych w tworzeniu nowych odmian pszenic uprawnych , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 283 (2018): Wydanie specjalne
- Henryk J. Czembor, Jerzy H. Czembor, Aleksandra Pietrusińska, Olga Domeradzka, Odporność odmian jęczmienia na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f.sp. hordei) włączonych do badań rejestrowych w Polsce w latach 2007–2009 , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 256 (2010): Wydanie regularne