ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 Генетическая система бактерий 5
1.2 Традиционные методы идентификации микроорганизмов 6
1.3 ДНК 8
1.4 Ген 16S рРНК 9
1.5 Полимеразная цепная реакция 9
1.6 Рестрикция ДНК 11
1.7 Электрофорез ДНК 14
1.8 Анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов 17
1.9 Анализ in silico 18
1.10 Методика очистки ДНК ампликонов 19
1.11 Характеристика некоторых эндофитных бактерий 19
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 20
2.1 Объекты исследования 20
2.2 Методика выделения ДНК 20
2.3 Проведение полимеразной цепной реакции 20
2.4 Методика проведения реакции рестрикции 22
2.5 Методика проведения электрофореза
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ источников
Микрофлора почвы оказывает непосредственное влияние на её плодородие и, как следствие, на урожайность растений. Почвенные микроорганизмы в процессе роста и развития улучшают структуру почвы, накапливают в ней питательные вещества, минерализуют различные органические соединения, превращая их в легко усвояемые растением компоненты питания. Для стимуляции этих процессов применяют различные бактериальные удобрения, обогащающие ризосферу растений полезными микроорганизмами. Микроорганизмы, используемые для производства бактериальных препаратов, способствуют снабжению растений не только элементами минерального питания, но и физиологически активными веществами (фитогормонами, витаминами и др.) [1].
Исследование микроорганизмов невозможно без распознавания их принадлежности к тем или иным биологическим родам и видам. Процесс идентификации является важным этапом проведения биологических исследований.
Ранее работы по классификации бактерий основывались на морфологических и физиологических признаках чистых культур. В последние 30 лет возможности для идентификации бактерий расширились в связи с использованием молекулярно-генетических методов [2].
Применение молекулярно-биологического подхода для идентификации микроорганизмов выявило его принципиальные преимущества по сравнению с традиционным фенотипическим подходом: оно открыло возможность идентифицировать некультивируемые организмы. Появилась возможность с помощью единой методологии осуществлять построение филогенетических систем [3].
Наибольший прогресс в реконструкции филогении микроорганизмов был достигнут благодаря секвенированию различных маркерных генов. В частности, секвенирование гена 16S рРНК, а также анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов маркерных ампликонов позволили пересмотреть систематические взаимоотношения между разными бактериями [4, 5].
Метод анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов маркерных ампликонов является одним из наиболее простых методов идентификации бактерий. Для идентификации некоторых микроорганизмов требуется несколько суток, а то и недель. Используя метод анализа ПДРФ результат можно получить в течении дня.
В представленной работе показана применимость метода анализа ПДРФ для идентификации почвенных бактерий.
1. Бактериальные удобрения на основе клубеньковых бактерий, нитрагин и
ризоторфин - [Электронный ресурс]: Режим
доступа: http: //www.biotechnolog.ru/prombt/prombt9_4 .htm
2. Горохова, С.С. Основы микробиологии, производственной санитарии и гигиены : учеб. пособие / С. С. Горохова, Н. А. Прокопенко, Н.В. Косолапова. - 4-е изд. - Москва: Академия, 2013. - 64с.
3. Турова, Т. П. Применение методов геносистематики для решения вопросов таксономии и изучения биоразнообразия прокариот : дис. д-ра биол. наук : 03.00.07 / Турова Татьяна Павловна. - Москва, 2009. - 86 с.
4. Frajman, B. Phylogenetic relationships of Atocion and Viscaria (Sileneae, Caryophyllaceae) inferred from chloroplast, nuclear ribosomal, and low-copy gene DNA sequences / B. Frajman, N. Heidari, B. Oxelman // Taxon. - 2009. - Vol. 58. - № 3. - Р. 811-824
5. Rautenberg, A. Geographic and phylogenetic patterns in Silene section Melandrium (Caryophyllaceae) as inferred from chloroplast and nuclear DNA sequences / A. Rautenberg, L. Hathaway, B. Oxelman, H.C. Prentice // Molecular Phylogenetics and Evolution - 2010. - Vol.57. - № 3. - P. 978
6. Лысак, В.В. Л88 Микробиология: учеб. пособие / В. В. Лысак. - Минск: БГУ, 2007. - 000 с.: ил. ISBN 985-485-709-3.
7. Гусев, М.В. Микробиология / М. В. Гусев, Л. А. Минеева. — Москва: Изд-во МГУ, 2004. — 448с.
8. Прунтова, О.В. Курс лекций по общей микробиологии и основам вирусологии. В 2 ч. Ч. 1 / О. В. Прунтова, О. Н. Сахно, М. А. Мазиров; Владим. гос. ун-т. - Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2006. - 192с.
9. Попова, Н.А. Введение в биологию. учеб. пособие / Н. А. Попова. - Новосибирск: Новосиб. гос. университет. - 2012. - 271 с.
10. Квитко, К.В., Захаров И.А. Генетика микроорганизмов: уч. пособие / К.В. Квитко, И.А. Захаров под ред. А.В. Пиневича. - 2-е изд. - Санкт- Петербург: Изд. дом СПб. ун-та, 2012. - 268с.
11. Шестаков, С.В. Как происходит и чем лимитируется горизонтальный перенос генов у бактерий / С.В. Шестаков // Экол. генетика. 2007. Т. 5, № 2. - С. 12-24.
12. Онищенко, Г. Г. Профилактика и лабораторная диагностика бруцеллеза людей: методические указания / Г. Г. Онищенко. - Москва: Минздрав России, 2003. -37 с.
13. Воробьев, А. А. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник / А. А. Воробьев. - Москва : Медицинское информационное агентство, 2004. - 690 с.
14. Асонов, Н. Р. Микробиология: учебник / Н. Р. Асонов. - Москва: Колос- Пресс, 2002. - 352 с.
15. Покровский, В. И. Инфекционные болезни и эпидемиология: учебник / В. И. Покровский, С. Г. Пак. - 2-е изд. - Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 697с.
16. Покровская, М. С. Лабораторная диагностика ЗППП и полимеразная цепная реакция: лекция [Электронный ресурс] / к.б.н. М. С. Покровская, Г. Б. Смирнов // ЗАО ЛагиС. - 2002. Режим доступа: http://lages- кЬ.ги/агйПеЩ 1 .htm
17. Ghosh, A. A. glossary of DNA structures from A to Z / A. Ghosh, M. BIIISII // Act! Crystallographica Section D. - 2003. - №59. - P. 620-626.
18^bo, C. Protein - DNA recognition / C. Pabo, R. Sauer // Anninl Review B^^mishy. - 1984. - № 53. - P. 293-321.
W^rsson, F. Fluorescence Microscopy of Nanochannel-Confined DNA / F. Persson, F. Westerlund // Singh Motecuh Arnlysis. - 2011. - № 783. - P. 159¬179.
20. Жлмулев, И. Ф. Общая и молекулярная генетика / И. Ф. Жимулев. - Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2003. - 480 с.
21. Патрушев, Л. И. Искусственные генетические системы / Л. И. Патрушев. - Москва : Наука, 2004. - 530 с.
22. Колтовая, Н. A. Практикум по молекулярной биологии / Н. A. Колтовая. - Москва : Наука, 2010. - 31 с.
23. National Center for Biotechnology Information - [Электронныйресурс] : Peжимдocтyпa:http://www.ncbi.nlm.nih.gov
24. Паренков, А.Д. Пособие к практическим занятиям по молекулярной биологии. Часть 2. Методы молекулярной диагностики: учебно-методическое пособие / А.Д. Перенков [и др.]. - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет им. И.И. Лобачевского, 2015. - 44с.
25. Александров, А.А. Применение полимеразной цепной реакции для диагностики и оценки эффективности химиотерапии туберкулеза: автореф. дис. ... канд. мед. наук: 03.00.07 / Александров Андрей Александрович. - Москва. - 94с.
26. Лопухов, Л. В. Полимеразная цепная реакция в клинической микробиологической диагностике / Л. В.Лопухов, М. В. Эйдельштейн // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. - 2000. - Т. 2. - № 3. - С. 96-106.
27. Патрушев, Л.П. Искусственные генетические системы / Л. И. Патрушев.
— Москва: Наука, 2005. - в 2 т. - 276c.
28.Оберемок, В.В. Методические рекомендации к применению ПЦР-метода / В.В. Оберемок: методические указания. - Симферополь, 2008. - 35с.
29. Гринев, В.В. Введение в технику полимеразной цепной реакции: метод. пособие к лабораторным занятиям по специальному практикуму для студентов биол. фак. / В.В.Гринев. - Минск: БГУ, 2008. - 48с.
30. Pingoud, A. et а1. Туре II restriction endonucleases: structure аис! mechanism / A. Pingoud et а1. // СеПЫаг атсС motecukr life sciences. - 2005. - Т. 62, №. 6.
- Р. 685-707.
31.Чмуж, Е. В. Новая эндонуклеаза рестрикции Bisl из ВасШш subtilis ТЗО узнает метилированную последовательность ДНК 5'-G (m5C)> l'NGC-3' / Е. В. Чмуж [и др.]. Биотехнология. - 2005. №. 3. - С. 22-26.
32. Классификация, номенклатура и характеристика рестриктаз [электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.biotechnolog.ru/ge/ge3_2.htm
33.Oller, A.R., Vanden Broek W., Conrad M., Topal M.D. Biochemistry, 1991, V. 30, Р. 543-549.
34.Slaymaker, I. M., Gao, L., Zetsche, B., Scott, D. A., Yan, W. X., & Zhang, F. (2016). «^{ГОПИНУ ендтеегеС Cas9 nucleases with improved specificity». Science 351 (6268): Р. 84-88.
35.ЧернухинВ. А.
Cpaвнитeльныйpecтpикциoнныйaнaлизxpoмocoмнoйднккpыcыinvitroиinsil ico / В. А. Чернухин, М.А. Абдурашитов, В.Н. Томилов, Д.А. Гончар, С.Х. Дягтярев /Вестникбиотехнологии. - 2006. - Т. 2, №. 3. - С. 39.
36. Белова, Е. Г. Герпесвирусы 6, 7, 8-го типов / Е. Г Белова, Т. К. Кускова // Лечащий врач. - 2006. - Т. 2, С. 76-79.
37. Кравец, А. П. Изменения профиля метилирования ДНК растений пшеницы при хроническом у облучении семян / А. П. Кравец , T. А. Мюссе, А. В. Литвинчук, Ш. Остермиллер, Г. С. Венгжен, Д. М. Гродзинский // Цитология и генетика. 2010. № 5. - С. 18-22.
38. Зернов, Ю. П. Использование рестрикционного анализа
амплифицированного гена 16S РНК для идентификации
микроорганизмов на примере бактериальных продуцентов
термолабильной щелочной фосфатазы / Ю. П. Зернов, М. Л. Абдурашитов, С. X. Дегтярев // Биотехнология. - 2005. №. 6. - С. 3-11.
39. Абдурашитов, М. А. Метод рестрикционного анализа геномов млекопитающих in silico / М.А. Абдурашитов, В.Н. Томилов, В.А. Чернухин, Д.А. Гончар, С.Х. Дегтярев // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю.А. Овчинников : Москва, 2006. - Т.2, № 3 - С. 29-39.
40. Pingoud,, A. et al. Type II restriction endonucleases: structure and mechanism / A. Pingoud et al. // Cellular and molecular life sciences. - 2005. - T. 62. - №.
6. - C. 685-707.
41. Гусейнов, O.A. Методы биохимических исследований: учеб.-метод. пособие к лаб. занятиям / Сиб. федерал. ун-т; сост. О. А. Гусейнов. - Красноярск: СФУ, 2012. - 46с.
42. Лагодич, А.В. Методы анализа нуклеиновых кислот: учеб.-метод. пособие для студентов биол. фак. / А. В. Лагодич, О.В. Лагодич. - Минск: БГУ, 2013. - 47с
43. Васильева, Л.Г. Выделение плазмидной ДНК и ее анализ методом горизонтального электрофореза в агарозном геле: методическое руководство для школы молодых ученых / Л. Г. Васильева. - Москва: Пущино, 2016. - 6 с.
44. Сомма, М. Анализ образцов пищевых продуктов на присутствие генетически модифицированных организмов. Сессия 5. Электрофорез в агарозном геле / М. Сомма, М. Кверчи / Всемирная организация здравоохранения. Европейское бюро. - 13с.
45. Lucotte, G. Introduction to Mokcu^ Cloning Techniques / G. Luco^^; F. Нашеух // Wiley-Blackwell. - 1993. - P.41.
46. Турова, Т.П. Применение методов геносистематики для решения вопросов таксономии и изучения биоразнообразия прокариот: дис. .д-ра биол. наук: 03.00.07 / Турова Татьяна Павловна. - Москва, 2009. - 86с.
47. Шлык-Кернер, О.В. Основы генетической иженерии: лабораторный практикум / О.В. Шлык-Кернер. - Ижевск: Удмуртский университет,
2012. - 56с.
48. Rasmussen, H.B. RestrictionfragmentlengthpolymorphismanalysisofPCR-
amplifiedfragments (PCR-RFLP) andgelelectrophoresis-valuable tool for genotyping nnd genetic fingerprinting /Н. B. Rasmussen / ЬТе^, 2012.
49. RFLP Method - Restriction Fragment Length Polymorphism [Электронный
ресурс] - Режим доступа:
http: //www.bio. davidson.edu/courses/genomics/method/RFLP.html
50. Пономарева, Н. С. Применение расстояний редактирования при биоинформационном анализе геномов для задач оценки состояния репродуктивной системы / Н. С. Пономарева., Г. Н. Реброва, Е. А. Колина // Фундаментальные исследования. - 2015. №. 7. - С. 774-777.
51. Egamberdieva D1,2, Wirth SJ1, Shurigin VV2, Hashem A3,4, Abd Alkh EF5.
[Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed/29033922
52. Выделение ДНК [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.bio- protech.com.tw/databank/DataSheet/DNARNAPuri/axyprep%20bacterial%20g ею gen%20DNA%20mшiprep%20kit.pdf