Summary

Una caída Cromosoma Aire seco Rápido Método de preparación adecuados para FISH en Plantas

Published: December 16, 2015
doi:

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

Preparación de extensiones de cromosomas es un requisito previo para el buen desarrollo de la hibridación in situ fluorescente (FISH). Preparación de alta calidad extensiones de cromosomas planta es un reto debido a la pared celular rígida. Uno de los métodos aprobados para la preparación de cromosomas de la planta es una preparación gota llamada, también conocido como gota de dispersión o la técnica de secado al aire. A continuación, presentamos un protocolo para la preparación rápida del cromosoma mitótico extiende adecuado para la detección FISH de sondas de ADN individuales y altos de copia. Este método es una variante mejorada del método de la gota de secado al aire se realiza bajo una humedad relativa de 50% -55%. Este protocolo se compone de un número reducido de etapas de lavado que hace su aplicación fácil, eficiente y reproducible. Obvios beneficios de este enfoque son bien extendidas, metafase los cromosomas intactos y numerosos que sirven como requisito previo perfecto para el análisis FISH éxito. El uso de este protocolo se obtuvo chrom de alta calidadOsome márgenes y resultados de FISH reproducibles para Hordeum vulgare, H. bulbosum, H. marinum, H. murinum, H. pubiflorum y Secale cereale.

Introduction

Hibridación in situ fluorescente (FISH) es una herramienta eficaz para el mapeo físico de las secuencias de copia única y altas a nivel cromosómico. Requisito previo es la preparación de extensiones de cromosomas de alta calidad. No hay cromosoma protocolo general de preparación que sería igualmente adecuado para células animales y vegetales. Preparación de cromosomas de la planta es particularmente difícil debido a la pared celular rígida y varios consistencia citoplasma dentro de diferentes especies. Uno de los métodos favorables para la preparación de cromosomas de la planta es una técnica de caída de llamada también conocida como técnica de la gota de dispersión y secado al aire técnica de 1,2. Este método fue introducido por primera vez en 1958 por Rothfels y Siminovitch para in vitro células de mamíferos cultivadas 3. Más tarde Martin et al., 4 y Kato et al. 5 adaptó este método para las plantas.

Más recientemente, un método llamado 'SteamDrop y# 39; fue desarrollado que utiliza vapor de agua para la preparación de cromosomas que no se solapan 6. Aunque, se observó la influencia positiva de la alta humedad anterior 7, 'SteamDrop' ofrece un flujo de trabajo controlado de preparaciones de cromosomas de alta calidad 6. El tratamiento de vapor provoca el estiramiento de los cromosomas probablemente conectados a algunas modificaciones de las proteínas cromosómicas. La calidad de los diferenciales de metafase resultante es muy alta, aunque de retención de número suficiente de metafase completa se extiende para posteriores experimentos de FISH exige conocimientos técnicos.

Aquí se presenta un protocolo para la preparación de los cromosomas mitóticos cereales adecuados para la detección de sondas FISH individuales y alta copia 5,8. Este método es una variante mejorada del método de goteo se seque al aire descrito por Kato 9 realizado bajo una humedad relativa de 50% -55% (Figura 1). Este protocolo comprende un número reducidode etapas de lavado que hace su aplicación fácil, eficiente y reproducible. El uso de este protocolo se obtuvieron extensiones de cromosomas de alta calidad y los resultados de FISH para Hordeum vulgare, H. bulbosum, H. marinum, H. murinum, H. pubiflorum y Secale cereale.

Protocol

1. Cromosoma Preparación La germinación de semillas y fijación de puntas de las raíces 10-20 germinar semillas de cebada en dos capas de papel de filtro húmedo en una placa de Petri bajo condiciones de oscuridad durante 2 días a 22-24 ° C. Cortar las raíces vigorosas con la longitud de 1-2 cm de la semilla mediante el uso de una cuchilla de afeitar. Preparar agua helada mediante la colocación de una botella de vidrio de 500 ml que contiene agua fría del grifo en agua con hielo pic…

Representative Results

Diapositivas microscópica con los diferenciales en metafase de la mitosis se prepararon por el método de preparación rápida secar al aire el cromosoma de goteo descrita anteriormente (Suppl. Figura 1). FISH análisis se llevó a cabo utilizando tanto, secuencias repetitivas y de una sola copia. Las imágenes se obtuvieron por un microscopio de epifluorescencia con un conjunto de filtros que permite la excitación de los fluoróforos correspondientes y capturados por una cámara CCD monocromo de alta…

Discussion

El experimento preparación cromosoma se ha llevado a cabo utilizando las raíces jóvenes de cereales pertenecientes a la familia de las gramíneas (Poaceae). Todas las especies analizadas tienen 14 cromosomas en metafase relativamente largo mitótico (11 a 15 micras) en el conjunto del genoma diploide y pertenecen a especies de gran genoma (05.01 a 07.09 GBP).

Longitud de raíces germinadas no era más de 2 cm para obtener un máximo de tejido meristemático. La sincronización de las cél…

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Ma, L., et al. Synteny between Brachypodium distachyon and Hordeum vulgare as revealed by FISH. Chromosome Res. 18 (7), 841-850 (2010).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Kim, J. S., et al. Integrated karyotyping of sorghum by in situ hybridization of landed BACs. Genome. 45 (2), 402-412 (2002).
  12. 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).
  13. 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).
check_url/fr/53470?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Aliyeva-Schnorr, L., Ma, L., Houben, A. A Fast Air-dry Dropping Chromosome Preparation Method Suitable for FISH in Plants. J. Vis. Exp. (106), e53470, doi:10.3791/53470 (2015).

View Video