Een Fast Air-droge Dropping Chromosome Bereidingswijze Geschikt voor vissen in planten
Summary
A protocol is described for the preparation of high-quality mitotic plant chromosome spreads by a fast air-dry dropping method suitable for the FISH detection of single and high copy DNA probes.
Abstract
Bereiding van chromosoom spreads is een voorwaarde voor de succesvolle uitvoering van fluorescentie de situ hybridisatie (FISH). Voorbereiding van hoogwaardige plantaardige chromosoom spreads is een uitdaging te wijten aan de starre celwand. Eén van de erkende werkwijzen voor de bereiding van plantaardige chromosomen is een zogenaamd druppel preparaat, ook wel drop verspreiding of lucht-droogtechniek. Hier presenteren we een protocol voor de snelle bereiding van mitotische chromosoom spreads geschikt voor de FISH detectie van enkele en hoog kopie DNA-sondes. Deze werkwijze is een verbeterde variant van de luchtdroge neerzetten uitgevoerd onder een relatieve vochtigheid van 50% -55%. Dit protocol omvat een gereduceerd aantal wasstappen van zijn aanvraag eenvoudig, efficiënt en reproduceerbaar. Duidelijke voordelen van deze aanpak zijn goed gespreid, onbeschadigd en tal metafasechromosomen dienen als een perfecte voorwaarde voor een succesvolle FISH analyse. Met behulp van dit protocol verkregen wij hoogwaardige chromOsome spreads en reproduceerbare FISH resultaten voor Hordeum vulgare, H. bulbosum, H. marinum, H. murinum, H. pubiflorum en Secale cereale.
Introduction
Fluorescentie de situ hybridisatie (FISH) is een doeltreffend instrument voor de fysieke kaart brengen van enkele en hoog kopie sequenties op het chromosomaal niveau. Voorwaarde is de bereiding van hoge kwaliteit chromosoom spreads. Er is geen algemene chromosoom voorbereiding protocol dat even geschikt voor dier- en plantencellen zou zijn. Bereiding van plantaardige chromosomen is bijzonder uitdagend te wijten aan de starre celwand en diverse cytoplasma consistentie binnen verschillende soorten. Eén van de gunstige werkwijzen voor de bereiding van plantaardige chromosomen is een zogenaamd druppel techniek ook wel drop strooitechniek en air-droogtechniek 1,2. Deze werkwijze werd eerst geïntroduceerd in 1958 door rothfels en Siminovitch in vitro gekweekt zoogdiercellen 3. Later Martin et al. 4 en Kato et al. 5 aangepaste methode voor planten.
Recenter een werkwijze genaamd "SteamDrop &# 39; ontwikkeld dat waterdamp voor de bereiding van niet-overlappende chromosomen 6. Hoewel de positieve invloed van een hoge luchtvochtigheid was eerder 7 waargenomen, 'SteamDrop' levert een gecontroleerde workflow van hoogwaardige chromosoom voorbereiding 6. De stoombehandeling veroorzaakt rekken chromosomen waarschijnlijk verbonden met een aantal wijzigingen van chromosomale eiwitten. De kwaliteit van de verkregen metafase smeersels is zeer hoog, hoewel behoud van voldoende totale metafase spreads volgende FISH experimenten vereist technische expertise.
Hier presenteren we een protocol voor de voorbereiding van de mitotische granen chromosomen die geschikt zijn voor de FISH detectie van enkele en hoog kopie sondes 5,8. Deze werkwijze is een verbeterde variant van de luchtdroge dropping beschreven door Kato 9 uitgevoerd onder relatieve vochtigheid van 50% -55% (figuur 1). Dit protocol omvat een gereduceerd aantalvan wasstappen maken van de toepassing ervan eenvoudig, efficiënt en reproduceerbaar. Met behulp van dit protocol verkregen wij hoogwaardige chromosoom spreads en FISH resultaten voor Hordeum vulgare, H. bulbosum, H. marinum, H. murinum, H. pubiflorum en Secale cereale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het chromosoom voorbereiding experiment is uitgevoerd met behulp van de jonge wortels van granen behoren tot het gras familie (Poaceae). Alle geanalyseerde soorten hebben 14 relatief lange mitotische metafasechromosomen (11-15 pm) in het diploïde genoom set en behoren tot grote genoom-soorten (5,1-7,9 GBP).
Lengte van ontkiemde wortels niet meer dan 2 cm tot maximaal meristeem weefsel te verkrijgen. Synchronisatie van delende cellen werd bereikt door een 20 uur lange ijswater behandeling di…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We gratefully thank the DFG for financial support (HO 1779/21-1) as well as Katrin Kumke and Dr. Veit Schubert (IPK, Gatersleben) for technical advice.
Materials
| Hot Plate | MEDAX GmbH | 12603 | |
| Cellulase R10 | Duchefa | C8001 | |
| Cellulase | CalBioChem | 219466 | |
| Pectolyase | Sigma | P3026 | |
| Cytohelicase | Sigma | C8274 | |
| Texas Red-12-dUTP | Invitrogen | C3176 | direct fluorochrome |
| Fluor488-5-dUTP | Invitrogen | C11397 | direct fluorochrome |
| Fluorecsence microscope | Olympus BX61 | BX61 | |
| CCD camera | Orca ER, Hamamatsu | C10600 | |
| 4’,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Vector Laboratories | H-1200 | fluorecsent dye |
References
- Geber, G., Schweizer, D. Cytochemical heterochromatin differentiation in Sinapis alba (Cruciferae) using a simple air-drying technique for producing chromosome spreads. Pl Syst Evol. 158 (2-4), 97-106 (1988).
- Andras, S. C., et al. A drop-spreading technique to produce cytoplasm-free mitotic preparations from plants with small chromosomes. Chromosome Res. 7 (8), 641-647 (1999).
- Rothfels, K. H., Siminovitch, L. An air-drying technique for flattening chromosomes in mammalian cells grown in vitro. Stain Technology. 33 (2), 73-77 (1958).
- Martin, R., Busch, W., Herrmann, R. G., Wanner, G. Efficient preparation of plant chromosomes for high-resolution scanning electron microscopy. Chromosome Res. 2 (5), 411-415 (1994).
- Kato, A., Albert, P. S., Vega, J. M., Birchler, J. A. Sensitive fluorescence in situ hybridization signal detection in maize using directly labeled probes produced by high concentration DNA polymerase nick translation. Biotech. Histochem. 81 (2-3), 71-78 (2006).
- Kirov, I., Divashuk, M., Van Laere, K., Soloviev, A., Khrustaleva, L. An easy ‘SteamDrop’ method for high quality plant chromosome preparation. Mol. Cytogenet. 7, 21 (2014).
- Spurbeck, J. L., Zinsmeister, A. R., Meyer, K. J., Jalal, S. M. Dynamics of chromosome spreading. Am J Med Genet. 61 (4), 387-393 (1996).
- Ma, L., et al. Synteny between Brachypodium distachyon and Hordeum vulgare as revealed by FISH. Chromosome Res. 18 (7), 841-850 (2010).
- Kato, A., Lamb, J. C., Birchler, J. A. Chromosome painting using repetitive DNA sequences as probes for somatic chromosome identification in maize. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 101 (37), 13554-13559 (2004).
- Pan, W. H., Houben, A., Schlegel, R. Highly effective cell synchronization in plant-roots by hydroxyurea and amiprophos-methyl or colchicine. Genome. 36 (2), 387-390 (1993).
- Kim, J. S., et al. Integrated karyotyping of sorghum by in situ hybridization of landed BACs. Genome. 45 (2), 402-412 (2002).
- Lapitan, N. L. V., Brown, S. E., Kennard, W., Stephens, J. L., Knudson, D. L. FISH physical mapping with barley BAC clones. Plant J. 11 (1), 149-156 (1997).
- Aliyeva-Schnorr, L., et al. Cytogenetic mapping with centromeric BAC contigs shows that this recombination-poor region comprises more than half of barley chromosome 3H. Plant J. 84, 385-394 (2015).
