СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КЛЕТОЧНЫХ ЯДЕР ИЗ ПЫЛЬНИКОВ ПШЕНИЦЫ
METHOD OF SEPARATING CELL NUCLEUS FROM WHEAT ANTHER

Изобретение относится к физиологии и биохимии растений и может быть применено к анализу механизмов генеративного этапа морфогенеза пыльника пшеницы, а именно при исследовании взаимосвязи надмолекулярных структур клеточных ядер в течение развертывания генетических программ развития, что необходимо для получения дополнительной информации в разработках и построении компьютерных моделей организации генных и эпигенных сетей управления.
Известен способ выделения растительных клеточных ядер [1], в котором был описан способ изоляции клеточных ядер из соматических клеток растений.
Недостаток этого метода заключается в том, что в процессе изоляции клеточных ядер из генеративных органов и тканей растений наблюдается низкий выход нативных клеточных ядер.
Вышеуказанный способ выделения растительных клеточных ядер был принят за основу, в котором первоначально производят консервацию растительных тканей в 80-90% глицерине с последующей трехступенчатой гомогенизацией в забуференной 20% глицериновой среде, низкоскоростное центрифугирование растительного гомогената и очистку ядер через пятислойный (50, 60, 70, 80, 90 мас./объем) забуференный глицериновый градиент.
Недостатком этого способа является то, что при трехступенчатой гомогенизации происходит большая потеря клеточных ядер из генеративных органов и тканей растений, при низкоскоростном центрифугировании не происходит их осаждения, т.к. в гомогенате в основном содержатся репродуктивные клетки, оболочки которых не снимаются 0,5% тритоном Х-100.
Цель изобретения - повышение выхода очищенных клеточных ядер из репродуктивных органов и тканей растений с одновременным сохранением их нативности.
Указанная цель достигается тем, что в способе выделения клеточных ядер из пыльников пшеницы из консервированных пыльников пшеницы в глицериновой среде первоначально выделяют репродуктивные клетки путем раздавливания пыльников в яшмовой ступке, высокоскоростном центрифугировании гомогената для осаждения репродуктивных клеток, с последующей их очисткой через пятислойный глицериновый градиент и промывкой 1% тритоном Х-100 для снятия клеточных оболочек.
Изобретение иллюстрируется следующим примером.
2
2
2
2
Пример. Опыты проводили на пыльниках пшениц сортов Московская 35 и Фотос на стадиях микроскпороцита, невакуолизированной, слабо- и сильновакуолизированной микроспоры, двухклеточного и трехклеточного пыльцевого зерна. Пшеница выращивалась в полевых условиях, стадии созревания пыльника контролировались цитологически. Изолированные пыльники консервировали в 80-90% глицерине при температуре -25°С. Затем заливали гомогенизационной средой: 20% глицерин, 0.02 М триэтаноламин (ТЭА)·НСl рН 6.8; 0.005 М MgCl; 0.025 М KCl; 0.003 CaCl; 0.005 M NaCl; 0.004 М n-октиловый спирт и 0.004 М β-меркаптоэтанол. Гомогенат получали путем раздавливания растительного материала в яшмовой ступке в течение 60 с, который фильтровали через 4 слоя капрона размером пор 70 мкм с последующим центрифугированием при 15000 об/мин (К-24, ГДР) в течение 15 мин с целью осаждения генеративных клеток, затем осадок собирали суспендированием в среде гомогенизации (1,5 мл) и наслаивали на прерывистый глицериновый градиент, состоящий из 5 слоев (по 0,5 мл) возрастающей концентрации глицерина (50%, 60%, 70%, 80%, 90% вес./объем) приготовленном на ТЭА-НСl рН 6,8 буфере со всеми вышеперечисленными компонентами гомогенизационной среды, исключая 20% глицерин. Градиентное центрифугирование проводили при 2500 об/мин в течение часа (К-23, ГДР). Осадок клеток промывали 1% тритоном Х-100 на среде гомогенизации, но без глицерина, с последующим центрифугированием при 2700 об/мин (К-23, ГДР) в течение 15 мин для снятия клеточной оболочки, после чего полученные ядра промывали дважды в среде следующего состава: 0.005 М MgCl; 0.025 М KCl; 0.003 CaCl; 0.005 M NaCl; 0,01 М трис-HCl рН 6.8 с последующим центрифугированием при вышеуказанных условиях.
Степень чистоты выделенных препаратов клеточных ядер определяли микроскопически, спектрофотометрически и по компонентному составу клеточных ядер (белок/ДНК, РНК/ДНК) (табл.1).
Количество белка определяли по связыванию белка с кумасси ярко-синим G (Loba, Австрия) [2, 3]. Метод использовался в случае микронаноколичественного определения белка.
Для определения ДНК и РНК использовали метод А.С.Спирина [4].
Протеолитическую активность в препаратах клеточных ядер и ядерных фракциях определяли по методу [2].
Анализ таблицы 2 показал, что процентный выход нативных клеточных ядер с сохраненной ферментативной системой предложенным способом приблизительной в 10 раз выше по сравнению со способом, известным ранее.
Данное изобретение рекомендуется для молекулярно-генетического анализа репродуктивных органов и тканей растений.
Источники информация
1. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Способ выделения растительных клеточных ядер. Авторское свидетельство 1701747 // БИ 1991. №48. С.98.
2. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Способ получения ядерных фракций, обладающих протеиназой и ингибирующей активностью. Авторское свидетельство 1733471 // БИ 1992. Т.18, С.96.
3. Скоупс Р. Методы очистки белков. М.: Мир, 1985. С.342.
4. Спирин А.С. Спектрофотометрическое определение суммарного количества нуклеиновых кислот // Биохимия, 1968, Т.23, 35, С.656.
Таблица 1
Спектрофотометрическая характеристика очищенных клеточных ядер, выделенных из различных клеток и их компонентный состав
Варианты опыта
А<sub>260/230</sub>
А<sub>280/260</sub>
Белок/ДНК
РНК/ДНК
Микроспороцит
1,1
0,9
4
0,45
Невакуолизированная микроспора
1
0,8
3,6
0,6
Вакуолизированная микроспора
1,3
0,6
4,6
0,6
Сильновакуолизированная микроспора
1,2
4
0,5
Двухклеточное пыльцевое зерно
1,1
0,7
4,4
0,5
Трехклеточное пыльцевое зерно
1,2
0,8
4,7
0,4
Таблица 2
Сравнение % выхода ядер из репродуктивных клеток пыльника и их ферментативной активности при использовании метода [1]
Способ получения растительных клеточных ядер
Выход ядер в %
Удельная ферментативная активность в белковых фракциях пыльника пшеницы по субстрату протамину: нмоль аргинина·с<sup>-1</sup>·мг белка
Способ выделения растительныхклеточных ядер [1].
5±2
0,04±0,01
Способ выделения клеточных ядер из пыльника пшеницы
50±10
2,1±0,3