Method of DNA Extraction from Plant for Metagenomic Analysis as Example from Grape  Vitis amurensis  Rupr.

K. V. Kiselev; Киселев К. В.; N. N. Nityagovsky; Нитяговский Н. Н.; О. А. Aleynova; Алейнова О. А.

doi:10.31857/S055510992303011X

Метод выделения ДНК из растений для метагеномного анализа на примере винограда Vitis amurensis Rupr.

Авторы: Киселев К.В.¹, Нитяговский Н.Н.¹, Алейнова О.А.¹
Учреждения:
1. Федеральный научный центр Биоразнообразия Наземной Биоты Восточной Азии, ДВО РАН
Выпуск: Том 59, № 3 (2023)
Страницы: 281-288
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0555-1099/article/view/138774
DOI: https://doi.org/10.31857/S055510992303011X
EDN: https://elibrary.ru/BBUGBY
ID: 138774

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Предложен новый метод выделения ДНК из растений, на примере дикорастущего винограда Vitis amurensis Rupr., для дальнейшей подготовки библиотек для метагеномного анализа эндофитов. Метод основан на выделении ДНК недорогостоящим ЦТАБ-методом с дополнительной стадией очистки ДНК с использованием кремнеземных спин-колонок (ЦТАБ-спин метод). Проведен сравнительный анализ результатов метагеномного анализа эндофитов на ДНК, выделенной предложенным ЦТАБ-спин методом и с использованием коммерческого набора ZymoBIOMICS DNA Miniprep (Zymo Research, США). Установлено, что при использовании ЦТАБ-спин метода количество последовательностей участка 16S рРНК и многообразие родов бактерий было в 2.8 и 1.2 раза больше соответственно, чем при использовании набора ZymoBIOMICS. В то же время, количество последовательностей участка межгенного спейсера ITS1 и биоразнообразие эндофитных грибов значительно не отличались при экстракции ДНК двумя способами. Таким образом, предложенный метод выделения ДНК для метагеномного анализа является доступной и эффективной альтернативой коммерческим наборам по выделению ДНК растений для методов секвенирования нового поколения.

Ключевые слова

виноград, ДНК, метагеном, секвенирование нового поколения, бактерии, грибы, эндофиты, Vitis amurensis, NGS

Список литературы

Behjati S., Tarpey P.S. // ADS – Education and Practice. 2013. V. 98. P. 236–238.
Slatko B.E., Gardner A.F., Ausubel F.M. // Current Protocols in Mol. Biol. 2018. V. 122. P. e59.https://doi.org/10.1002/cpmb.59
Kulski J.K. Next-Generation Sequencing – An Overview of the History, Tools, and “Omic” Applications. / Ed. J.K. Kulski. IntechOpen. 2016. P. 60.https://doi.org/10.5772/61964
Lam H.Y.K., Clark M.J., Chen R., Chen R., Natsoulis G., O’Huallachain M. et al. // Nat Biotechnol. 2012. V. 30. P. 78–82.
Wang Z., Gerstein M., Snyder M. // Nat. Rev. Genet. 2009. V. 10. P. 57–63.
Rabbani B., Tekin M., Mahdieh N. // J. Hum. Genet. 2014. V. 59. P. 5–15.
Leo V.C., Morgan N.V., Bem D., Jones M.L., Lowe G.C., Lordkipanidzé M. et al. // J. Thrombosis and Haemostasis. 2015. V. 13. P. 643–650.
Kulski J.K., Suzuki S., Ozaki Y., Mitsunaga S., Inoko H., Shiina T. Phase HLA Genotyping by NGS – A Comparison Between two Massively Parallel Sequencing Bench-top Systems, the Roche GS Junior and Ion Torrent PGM. / Ed. Y. Xi. IntechOpen. 2014. P. 141–181.
Pelizzola M., Ecker J.R. // FEBS Letters. 2011. V. 585. P. 1994–2000.
Simner P.J., Miller S., Carroll K.C. // Clin. Infect. Dis. 2018. V. 66. P. 778–788.
Boers S.A., Jansen R., Hays J.P. // Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2019. V. 38. P. 1059–1070.
Chiu C.Y., Miller S.A. // Nat. Rev. Genet. 2019. V. 20. P. 341–355.
Iquebal M.A., Jagannadham J., Jaiswal S., Prabha R., Rai A., Kumar D. // Front. Microbiol. 2022. V. 13. P. 708335. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.708335
Fan Y., Gao L., Chang P., Li Z. // Annals of Microbiology. 2020. V. 70. P. 30. https://doi.org/10.1186/s13213-020-01574-9
Cureau N., Threlfall R., Marasini D., Lavefve L., Carbonero F. // Microb. Ecol. 2021. V. 82. P. 845–858.
Marasco R., Rolli E., Fusi M., Michoud G., Daffonchio D. // Microbiome. 2018. V. 6. P. 3.https://doi.org/10.1186/s40168-017-0391-2
Deyett E., Rolshausen P.E. // Front. Plant Sci. 2019. V. 10. P. 1246. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01246
Kiselev K.V., Tyunin A.P., Karetin Y.A. // Plant Cell Rep. 2015. V. 34. P. 311–320.
Ogneva Z.V., Dubrovina A.S., Kiselev K.V. // Biol. Plant. 2016. V. 60. P. 628–634.
Aleynova O.A., Nityagovsky N.N., Dubrovina A.S., Kiselev K.V. // Plants. 2022. V. 11. P. 1128. https://doi.org/10.3390/plants10071276
Deyett E., Rolshausen P.E. // FEMS Microbiol Ecol. 2020. V. 96. P. fiaa053. https://doi.org/10.1093/femsec/fiaa053
Bolyen E., Rideout J.R., Dillon M.R., Bokulich N.A., Abnet C.C., Al-Ghalith M. et al. Nat. Biotechnol. 2019. V. 37. P. 852–857.
Callahan B.J., McMurdie P.J., Rosen M.J., Han A.W., Johnson A.J.A., Holmes S.P. // Nat. Methods. 2016. V. 13. P. 581–583.
Pedregosa F., Varoquaux G., Gramfort A., Michel V., Thirion B., Grisel O., et al. // J. Machine Learn. Research. 2011. V. 12. P. 2825–2830.
Bokulich N.A., Kaehler B.D., Rideout J.R., Dillon M., Bolyen E. et al // Microbiome. 2018. V. 6. P. 90. https://doi.org/10.1186/s40168-018-0470-z
Nilsson R.H., Larsson K.-H., Taylor A.F.S., Bengtsson–Palme J., Jeppesen T.S., Schigel D. et al // Nucleic Acids Research. 2019. V. 47. P. D259–D264.
McMurdie P.J., Holmes S. // PLOS ONE. 2013. V. 8. P. e61217.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0061217
Wickham H., Averick M., Bryan J., Chang W., McGowan L.D., François R. et al. // J. Open Source Software. 2019. V. 4. P. 1686. https://doi.org/10.21105/joss.01686
Oksanen J., Blanchet F.G., Friendly M., Kindt R., Legendre P., McGlinn D. et al // Vegan: Community Ecology Package. R Package Version 2.5-7. 2020. Доступно онлайн: https://cran.r-project.org/web/packages/vegan/vegan.pdf (дата обращения 9 января 2023).
Gu Z., Eils R., Schlesner M. // Bioinformatics. 2016. V. 32. P. 2847–2849.