In dit artikel tonen we de oprichting van klonen culturen soorten eencellige conjugating algen verzameld uit een natuurlijke veld site.
Het is essentieel om klonen culturen van microalgen voor gebruik in studies van verschillende onderwerpen, zoals fysiologie, de genetica, taxonomie en microbiologie. Het is dus uiterst belangrijk om technieken om klonen culturen te ontwikkelen. In dit artikel tonen we de oprichting van klonen culturen van een conjugating alga. Watermonsters worden bijeengezocht uit het veld. Vervolgens zijn cellen geïsoleerd met behulp van een glazen capillaire Pipet, geplaatst in de media, en onder voorwaarden geschikt voor het genereren van een klonale cultuur geteeld.
Conjugating algen (van de orde Zygnematales), bezetten ook bekend als conjugatophytes, een fylogenetische sleutelpositie als de nauwste levende verwanten van de directe voorouders van land planten1,2. Gevestigde klonale culturen van algen hebben geleid tot een grote verscheidenheid van taxonomische, fysiologische en genetische studies in het afgelopen jaar. De isolatie technieken van micro-organismen uit een natuurlijke veld hebben een lange traditie3,4. In de afgelopen jaren vastgesteld geautomatiseerde isolatie technieken met behulp van stroom cytometry ook geweest5. De meest voorkomende methode gebruikt voor het verkrijgen van een enkele cel voor de oprichting van een klonale cultuur is één cel isolatie via een glazen capillaire Pipetteer6. Deze traditionele methode vereist vaardigheid en een exacte experimenteel protocol.
In dit artikel tonen we de bemonstering van algen van veldmonsters en de oprichting van klonen culturen van eencellige conjugating algen, zoals de Closterium -soorten, met behulp van een glazen capillaire pipet. Een watermonster met vegetatieve cellen wordt verzameld uit een veld-site (bijvoorbeeld, meer, vijver of Sawa). De cellen zijn geïsoleerd uit het watermonster met behulp van een glazen capillaire pipet en vervolgens gewassen. De cellen worden gekweekt in een reageerbuis met stikstof-aangevuld medium (CA medium) bij 24 ° C onder een licht: 8 van de 16-h-h donkere regime. Deze methode is ook geschikt voor het isoleren van andere microalgen voor het genereren van klonen culturen.
Met de huidige methode werden 9 klonale cultuur stammen van Closterium sp. uit 15 cellen geïsoleerd uit het watermonster (Inba1), die vertegenwoordigt een 60% slagingspercentage opgericht. In de toekomst zal door morfologische observatie evenals DNA-analyses, zoals moleculaire fylogenetische analyse8soorten identificatie worden uitgevoerd.
In de huidige methode is de versheid van het watermonster belangrijk om het slagingspercentage. Het is beter om te isoleren van de cellen van de watermonsters zo spoedig mogelijk na de veld-collectie. Hoewel cellen van de Closterium -soorten (bijvoorbeeld C. ehrenbergii, C. peracerosum-strigosum-littorale complexe) kunnen worden gehandhaafd in het watermonster voor ongeveer 7 d door het op te slaan op 4-8 ° C, is het isolement van de cellen wenselijk op de dag van de collectie of de volgende dag. Het is ook belangrijk voor het verwijderen van eventuele verontreinigingen dan de doelcellen, dus verhoging van het aantal herhalingen van wassen (d.w.z., > 3 x) kan een besmetting van de culturen van micro-organismen in de bodem en de cellen.
Een beperking van deze techniek is dat de cultuur-media gebruikt in dit protocol (CA of geconditioneerde CA drager) zijn niet altijd geschikt voor alle conjugating algen. In sommige gevallen kan het nodig te overwegen met behulp van een ander medium, evenals verschillende licht en temperatuur zijn. Ook, aangezien het moeilijk is om te bewijzen of een cultuur is gegroeid uit een enkele cel, is het noodzakelijk te nauwkeurig halen slechts 1 cel bij het overbrengen van cellen naar een reageerbuis. Dus, de overdracht moet worden gedaan met een nieuwe glazen capillaire pipet telkens.
Tot oprichting van een klonale cultuur met deze pipet wassen methode is een klassieke/standaard-methode en is de meest betrouwbare methode te gebruiken om te isoleren van de gewenste cellen voor een studie. De klonen culturen van algen gebruikt in vele studies8,9,10,11 conjugating werden opgericht met de huidige methode. Het is moeilijk om te analyseren conjugating algen zonder een klonale cultuur. Bovendien, in de afgelopen jaren DOVO hele genoom sequenties werd gemakkelijk te verkrijgen (bijvoorbeeldmet behulp van de MinION nanopore sequencer), en tot vaststelling van klonen culturen zal verder te vergemakkelijken DOVO sequencing. Met andere woorden, is deze methode de eerste stap in de toekomst studie van deze algen hun biodiversiteit beter te begrijpen.
Teneinde een cultuur van stabiele spanning, is het noodzakelijk bepaalde kritische stappen nauwkeurig in het protocol uit te voeren. De belangrijkste stap is de voorbereiding van een glazen capillaire pipet met een optimaal diafragma om de passage van een enkele cel alleen mogelijk te maken. De opening van de glazen capillaire pipet moet iets meer dan de lengte van de kleine as van de cel van belang. De optimale glazen capillaire pipet kan één cel gecombineerd door capillaire werking. Echter, als de diameter van het diafragma te groot is, het capillair zal ook trekken in niet-levende verontreinigingen materialen of zelfs (een) andere organisme, naast de doelcel.
Voor het verkrijgen van een glazen capillaire pipet met een optimaal diafragma, zijn de volgende punten belangrijk op te merken. Ten eerste moet de pijler van de vlam de smalle wanneer de glazen capillaire pipet Verwarming. Vervolgens bij het trekken van de Pipet van Pasteur, moet worden verwijderd uit de vlam; anders, de opening van de Pipet van Pasteur zal instorten.
De apparatuur en de containers weergegeven in dit protocol vormen de basis en kunnen worden gewijzigd. Bijvoorbeeld met behulp van multi goed platen in plaats van horloge glazen met een waterput, kan het wassen van de cel efficiënter worden gemaakt. Daarnaast kunnen de containers voor andere soortgelijke projecten worden vervangen. Door de overdracht van een enkele cel aan het kweekmedium bij de laatste stap, kan een klonale cultuur worden vastgesteld.
Voorbereiding van een gesteriliseerde container en werken in een zuurkast zal het oprichten van een (niet-verontreinigde) stammen. Voorkom besmetting en is het noodzakelijk de wassen om stap te herhalen met vers aliquots meer dan 3 x. Bacteriën zijn soms ook gesteriliseerd door antibiotica15toe te voegen.
Deze methode gericht op desmid (Zygnematales) isolatie, maar door het veranderen van de grootte van de glazen capillaire Pipetteer diafragma, het kan worden toegepast op de isolatie van verschillend formaat plankton.
Wij danken Hisayoshi Nozaki (Universiteit van Tokyo), Takashi Nakada (Keio University), Yuka Marukawa Hashimoto (Japan Women’s University) en Hiroyuki Sekimoto (Japan Women’s University). Wij willen bedanken de revisoren voor hun opmerkingen. Deze studie werd ondersteund door een Grant-in-Aid voor wetenschappelijk onderzoek (nr. 26440223 en 15H 04413) van de vereniging van Japan voor de bevordering van wetenschap, Japan, en door een subsidie van de nieuwe technologie Development Foundation voor Yuki Tsuchikane.
Sampling | |||
Plankton net | RIGO, Japan | N-NO380T | Mesh size: 32 µm |
Portable microscope (e.g., Nature Scope FABRE) | Nikon, Japan | JAN: 4960759 206725 | Magnification: 20× |
Loupe (e.g., Peak 1985 Steinheil System Magnifier) | Tohkai Sangyo Co. Ltd., Japan | 1985-20 | Magnification: 20× |
Spuit | EIKEN CHEMICAL CO. LTD. Japan | Sterile spuit No.4 | |
50 mL Tube (50 mL centrifuge tubes with screw caps) | Labcon, USA | 3181-345-008 | |
Bottle (100 mL Polycarbonate bottle) | AS ONE Corporation, Japan | 1-7403-01 | |
60 mm dish | Asahi glass Co. Ltd., Japan | 1010-060 | For observation of algae. 60 mm/non-treated dish |
Preparation of a micropipette | |||
Pasteur pipettes (cotton plugged 9” Pasteur Pipettes) | Fisher Scientific, USA | 13-678-8B | 7 × 225 mm |
Rubber bulb (SPOID SILICONE, 1 cc) | AS ONE Corporation, Japan | 5-5669-01 | 10 × 40 mm |
Stainless forceps | AS ONE Corporation, Japan | PT-09 | 110 mm |
Single-cell isolation | |||
Watch glass (Blood reaction board) | Sekiya Rika Co., Ltd, Japan | F14-155-030 | to rinse cells during isolation. 22 mm diameter and 1 mm depth |
Threaded test tubes | Fujimotorika, Co., Ltd, Japan | XX142 | 18 Ø × 170 mm |
Inverted light microscope | Olympus, Tokyo, Japan | CKX41N | for isolation of algae. |
Plastic dish | Asahi glass Co. Ltd., Japan | SH90-15E | 90 × 15 mm |