一种用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法及试剂盒技术

本发明专利技术公开一种用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法及试剂盒，该方法包括取植物叶肉细胞在交联缓冲液中进行处理，然后经研磨、过滤得到细胞核；将细胞核经通透处理后加入酶切反应液，得到平末端DNA序列，进一步进行加尾反应；加入连接反应体系，完成反应后加入外切酶处理；解交联后纯化DNA进行测序。本发明专利技术的方法简化了细胞核的提取步骤，并且只需要一轮消化和连接就可以完成主要实验。此外，本发明专利技术的方法与传统高通量染色质构象捕获技术相比信号值更高，背景噪音也更低，这增强了其检测染色质相互作用的可靠性和准确性。测染色质相互作用的可靠性和准确性。测染色质相互作用的可靠性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法及试剂盒


[0001]本专利技术涉及三维基因组领域，具体地涉及植物的基因组结构、基因调控和基因组组装，特别涉及一种用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法及试剂盒。

技术介绍

[0002]真核细胞核中的DNA的空间结构影响着基因转录、DNA复制和其他功能。染色体构象捕获的方法大大促进了对染色体三维结构的理解。高通量染色体构象捕获可以同时获得所有的互作位点，通过高通量测序形成一个全基因组的互作图谱。在哺乳动物中获得高分辨的互作图谱后，发现了基因组三维空间结构的层次结构特征，如染色体领地(CT)、核斑点、染色质区室、拓扑关联域(TADs)、染色质环和条带。尽管高通量染色体构象捕获技术在揭示三维基因组的结构方面有很大的潜力，但复杂的实验流程和高背景噪音限制了其广泛的应用。
[0003]为了解决上述问题，最近在哺乳动物中开发了几种新型的高通量染色体构象捕获方法，例如使用特定的探针来捕获与目标区域相关的片段；目标蛋白特异性抗体在消化和连接后沉淀出DNA
‑
蛋白复合物；使用两轮酶切和连接来完成主要的实验过程；利用Tn5转座酶和染色质就近连接来分析开放染色质锚定的互作。这些新型的技术在哺乳动物中的应用发现了许多通过远距离相互作用调节基因表达的顺式调控元件，从而扩展了对三维基因组学的理解。
[0004]研究发现染色体占据了一个相对固定的核区域，被称为染色体区域(CT)，它显示了不同的形态，如Rabl、Rosette和Bouquet。通过构建三维基因组模型，研究人员发现水稻的三维基因组特征为非Rabl构象。基于热图，小麦和大麦的端粒和中心粒被发现聚集在相反的细胞核位置，反映了Rabl的构象。在拟南芥中，热图显示着丝粒区域互作较强，而常染色质向外代表Rosette构象，该结果也被基因组荧光原位杂交(GFISH)所证实。Bouquet构型是减数分裂的一个普遍特征，所有端粒都聚集在细胞核一极，有利于染色体配对和减数分裂重组。对染色质结构的空间分布的研究有助于对基因组功能和基因表达的理解。白菜是经济上最重要的芸苔属物种之一，在世界范围内主要作为一种蔬菜作物栽培。然而，白菜染色质结构的构象在很大程度上仍然是未知的。
[0005]传统的高通量染色体构象捕获是研究植物三维基因组的主要方法。由于高通量染色体构象捕获的近距离连接策略，在这个过程中可能会产生噪声。从高噪声的数据中提取可靠的远端相互作用通常需要深度测序和大量的生物信息学工作。因此，高噪声也阻碍了三维植物基因组学的发展。此外，传统的高通量染色体构象捕获通常需要大量的起始材料(3
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5g叶片)，使得建立一个库的成本更高，对多个样品来说不可行。
[0006]
技术介绍
中的信息仅仅在于说明本专利技术的总体背景，不应视为承认或以任何形式暗示这些信息构成本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中的至少部分技术问题，尤其是解决现有技术中常规高通量染色质构象捕获技术复杂的实验流程和高背景噪音问题，本专利技术提供一种用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法及试剂盒，通过优化桥式连接开发了一种能够用于研究植物的三维基因组的简单而有效的方法。具体地，本专利技术包括以下内容。
[0008]本专利技术的第一方面，提供一种用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其包括以下步骤：
[0009](1)取植物叶肉细胞在交联缓冲液中进行处理，然后经研磨、过滤得到细胞核；
[0010](2)将细胞核经通透处理后加入酶切反应液，得到平末端DNA序列，进一步进行加尾反应；
[0011](3)加入连接反应体系，完成反应后加入外切酶处理，其中，所述反应体系包含连接子和连接酶，所述连接子为双链结构且具有突出的胸腺嘧啶；
[0012](4)解交联后纯化DNA进行测序。
[0013]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其中，所述植物叶肉细胞的样本起始量低于0.1g。
[0014]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其中，所述交联缓冲液包含10
‑
40mM的Hepes、100
‑
400mM蔗糖、0.01
‑
5mM的MgCl2，0.01
‑
2mM的KCl、10
‑
45％甘油、0.01
‑
2％的Triton X
‑
100、0.01
‑
2mM苯基甲磺酰氟、0.01
‑
2％的2
‑
巯基乙醇、0.1
‑
10％甲醛和0.01
‑
2M的乙二醇双(琥珀酰亚胺琥珀酸酯)。
[0015]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其中，步骤(1)中，所述研磨通过研磨机进行，其参数包括30
‑
90秒、30
‑
90赫兹、2
‑
8个循环。
[0016]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其中，步骤(2)中，所述酶切反应液包含CutSmart Buffer、Hae III限制性内切酶。
[0017]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其中，步骤(2)中，使用0.01
‑
2％的SDS在40
‑
70℃孵育进行所述通透处理。
[0018]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其中，步骤(2)中，加尾反应体系包括：5
‑
15mM的dATP溶液、大片段DNA聚合酶。
[0019]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其中，步骤(3)中，用于外切酶处理的反应体系包括：Lambda外切酶缓冲液、Lambda外切酶、外切酶I。
[0020]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其中，所述植物包括双子叶植物、单子叶植物，优选十字花科植物。
[0021]本专利技术的第二方面，提供一种用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的试剂盒，其包括：
[0022](I)用于交联的试剂，其包含10
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40mM的Hepes、100
‑
400mM蔗糖、0.01
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5mM的MgCl2，0.01
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2mM的KCl、10
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45％甘油、0.01
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2％的Triton X
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100、0.01
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2mM苯基甲磺酰氟、0.01
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2％的2
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巯基乙醇、0.1
‑
10％甲醛和0.01...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取植物叶肉细胞在交联缓冲液中进行处理，然后经研磨、过滤得到细胞核；(2)将细胞核经通透处理后加入酶切反应液，得到平末端DNA序列，进一步进行加尾反应；(3)加入连接反应体系，完成反应后加入外切酶处理，其中，所述反应体系包含连接子和连接酶，所述连接子为双链结构且具有突出的胸腺嘧啶；(4)解交联后纯化DNA进行测序。2.根据权利要求1所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其特征在于，所述植物叶肉细胞的样本起始量低于0.1g。3.根据权利要求2所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其特征在于，所述交联缓冲液包含10
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40mM的Hepes、100
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400mM蔗糖、0.01
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5mM的MgCl2，0.01
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2mM的KCl、10
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45％甘油、0.01
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2％的Triton X
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100、0.01
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2mM苯基甲磺酰氟、0.01
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2％的2
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巯基乙醇、0.1
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10％甲醛和0.01
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2M的乙二醇双(琥珀酰亚胺琥珀酸酯)。4.根据权利要求3所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述研磨通过研磨机进行，其参数包括30
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90秒、30
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90赫兹、2
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8个循环。5.根据权利要求4所述的用于获取植物叶肉细胞染色质构象信息的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酶切反应液包含CutSmart Buffer、Hae III限制性内切酶。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓武，张路澎，赵冉泽，武剑，梁建丽，蔡旭，张磊，
申请(专利权)人：中国农业科学院蔬菜花卉研究所，
类型：发明
国别省市：