MMI激光显微切割在植物研究中的应用

技术交流

扫描二维码
或添加“GeneGroup003”
获取更多更新资讯

商城订购

扫描二维码
或添加“基因商城（GeneMart）”
手机下单，快人一步

售后服务

扫描二维码
或添加“GeneGroup005”
获取更快速售后支持

MMI激光显微切割在植物研究中的应用

2020-08-07

MMI激光显微切割在植物研究中的应用

学术分享｜作者：基因市场部

2017年5月18日，由Xinchuan Cao等人在核心期刊《Hereditas》上发表了一篇题为“Microdissection of the Ah01 chromosome in upland cotton and microcloning of resistance gene anologs from the singlchromosome”的文章，文章中使用染色体激光显微切割技术（Chromosome microdissection ）获得了陆地棉（upland cotton）Ah01染色单体，然后通过LA-PCR技术从该染色单体上获得了含有棉花RGAs(抗性基因类似物)的DNA文库。

作者表示染色体激光显微切割技术是细胞遗传学研究中最重要的技术之一,该技术可以促进棉花基因克隆，分子标记开发，甚至对棉花基因组研究和育种都有重要的促进作用。

实验方法

这篇文章主要通过单染色体显微切割、LA-PCR扩增、免疫荧光印记、免疫荧光杂交等方法对陆地棉中切割出来的单染色体基因进行研究。并通过测序，对克隆基因进行对比研究，建立含有棉花RGAs基因组的DNA文库。

MMI激光显微切割的应用

挑选由德克萨斯农大培育的带有Ah01单小体基因的陆地棉作为植物材料。利用MMI显微切割技术，获取有丝分裂中期的单体染色体作为实验的初始模板，切割结果见下图1。

再分别加入10pg基因组DNA作为阳性对照和未加入基因组的阴性对照，P1/P2引物PCR产物琼脂糖凝胶电泳（结果见下图2）、SSR扩增（结果见下图3）、原位荧光杂交（结果见下图4）等实验过程，最终对PCR产物陆地棉RGAs基因进行克隆和分析（结果见下图5）。

图1.通过CellCut Plus激光显微切割系统切割并收集单个单染色体。a.带有单染色体的减数分裂中期I染色体膜片;b.带有切割下来的单染色体的减数分裂中期I染色体膜片;c.收集管盖上采集的染色体。箭头表示Ah01染色体,径度:5μm

这里可以看到单体染色体非常的小，与其最近的染色体位置距离也比较近，但本文使用的对陆地棉有丝分裂中期单染色体进行激光显微切割的系统，是来自德国MMI的激光显微切割系统，它可以直接切割目的位置的组织或细胞，且能在收集管盖上进行清晰的观察，继而通过LA-PCR等方法，获得较原始、较真实的基因组学数据，具有较高的切割效率和收集成功率。

图2.P1/P2引物PCR产物琼脂糖凝胶电泳(a)和Southern blotting (b)。A-1, B-1:阴性对照；A-2, B-2:单条Ah01染色体作为DNA模板；A-3, B-3:阳性对照使用10 pg陆地棉基因组DNA作为模板；B-4:EcoRI酶切了陆地棉的基因组DNA；M：DNA maker.

图3：单染色体库SSR引物扩增产物的PAGE。1-9：其他部分染色体的SSR引物扩增产物与Ah01染色体特异性引物相结合；10：单染色体池中Ah01染色体专用引物的SSR引物扩增产物(箭头所示)；11：阴性对照；12：阳性对照；M：DNA maker.

图4：第二轮LA-PCR产物的原位荧光杂交信号。a.DAPI染色的染色体；b.LA-PCR II产物信号(红色)；c.来自染色体Ah01特异性BAC的信号(绿色，箭头所示)；d.dual-FISH荧光信号。

图5.与其他物种单染色体RGA核苷酸序列的聚类分析

本文得出的结论

虽然棉花和水稻、小麦、玉米一样，是世界上的主要作物之一，但由于其染色体在形态上较小且相同，细胞内有大量的次生代谢物，因此其细胞遗传学研究远远落后于其他作物。这些因素都给棉花染色体的制备带来困难。在这里，作者成功开发了一种可以从陆地棉花PMC(单小体细胞)分离单个染色体的显微切割技术。利用该技术，作者还从单染色体构建的DNA库（Ah01）中微克隆了三个RGA。这三个RGA属于核苷酸结合位点-富含亮氨酸的重复序列（NBS-LRR）基因家族。该技术对棉花基因组研究和育种都有重要的促进作用。

文献引用：

Xinchuan Cao1,2†, Yuling Liu2,3†, Zhen Liu3, Fang Liu2, Yalei Wu4, Zhongli Zhou2, Xiaoyan Cai2, Xingxing Wang2,Zhenmei Zhang2, Yuhong Wang2, Zhimin Luo3, Renhai Peng2,3* and Kunbo Wang2*，

Microdissection of the Ah01 chromosome in upland cotton and microcloning of resistance gene anologs from the single chromosome.Cao et al. Hereditas (2017) 154:13

如有侵权，请联系作者删除。

德国Molecular Machine & Industries (MMI)是专门致力于将显微操作技术与高精度激光技术相结合应用于生命科学领域的一家专业公司，其标志性产品MMI CellCut激光显微切割系统具备以上所有的设计优势，保证尽可能高的收集效率。另外，其CellEctor单细胞分选系统也是目前世界上性能优异的单细胞分离系统。

基因有限公司作为一家专业性的生命科学仪器、试剂供应商，自1992年成立以来一直秉承着“基因燃亮生命生物技术连接世界”的宗旨，力求将先进的技术方法推荐到国内，为广大客户提供包括技术咨询、产品选配、售后培训及维护的专业服务体系，并作为MMI全国性代理商，可为感兴趣的客户提供专业的产品咨询、技术答疑及联系试用等，欢迎大家前来咨询。

有需要请联系下方技术人员微信