How to Cite
Ossa L., P. A., Giraldo M., J. M., López G., G. A., Días, L. G., & Rivera P., F. A. (2012). Biological collections: an alternative for genetics diversity studies. Boletín Científico. Centro De Museos, 16(1), 143–155. Retrieved from https://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/boletincientifico/article/view/4586

Authors

Paula A. Ossa L.
Universidad de Caldas. Manizales
paulaandrea_ossa@hotmail.com
Javier Mauricio Giraldo M.
Universidad de Caldas. Manizales
plamao43@hotmail.com
Germán Ariel López G.
Universidad de Caldas. Manizales
german.lopez@ucaldas.edu.co
Lucimar G. Días
Universidad de Caldas. Manizales
lucimar.dias@ucaldas.edu.co
Fredy A. Rivera P.
Universidad de Caldas. Manizales
fredy.rivera@ucaldas.edu.co

Abstract

Recently, molecular techniques have gained the lead in the study of biodiversity, and have privileged genetic studies with fresh DNA samples from natural populations. Nevertheless, considering the great potential of information that lies in the biological collections, efforts have been made to obtain good quality DNA from these sometimes forgotten exemplars which have become an alternative for biodiversity studies in countries such as Colombia. Despite the literature reported difficulty in carrying out genetic investigations with museum exemplars due to the effect of fixing solutions on DNA integrity, in this study, DNA extracted from serpent tissues of the species Bothriechis schlegelii was evaluated in terms of its viability, of which some samples had more than 70 years of conservation in Colombian museums. Sixty samples from the biological collections of three museums were analyzed: the Serpentario y Colección Biológica de la Universidad del Cauca (Popayán), Museo de Historia Natural de la Universidad de Caldas (Manizales), and the Colección Biológica del Colegio San José del Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellín. The DNA was extracted by two methods: a) Qiagen DNeasy Blood and Tissue commercial kit and b) phenol-chloroform-isoamyl alcohol. The DNA quality and quantity were evaluated, in both cases, by spectrophotometry and PCR amplification of the mitochondrial 12S, 16S, and COI genes and the ribosomal 18S and 28S genes. The best extraction results were obtained from the Qiagen DNeasy Blood and Tissue kit. The corresponding primers of the 18S and 28S genes showed the best amplification efficiency. It is concluded that organisms conserved in biological collections are material with high potential for use in molecular studies, independently of their preservation time.

ALAPE-GIRÓN, A., SANZ, L., ESCOLANO, J., FLORES-DÍAZ, M., MADRIGAL, M., SASA, M., CALVETE, J. J., 2008. Snake venomics of the lancehead pit viper Bothrops asper: geographic, individual, and ontogenetic variations. J. Proteome Res., 7 (8): 3556-71.

AMARU, R., MIGUEZ, H., PEÑALOZA, R., TORRES, G., SILVESTRE, J., CUEVAS, H., 2006. DNA-UMSAgen, extracción de DNA genómico para diagnóstico molecular: método rápido y económico. Cuadernos, 2: 11-15.

ARIKAN, H., GÖÇMEN, B., KUMLUTAS, Y., ALPAGUT-KESKIN, N., ILGAZ, Ç., YILDIZ, M., 2008. Electrophoretic characterisation of the venom samples obtained from various Anatolian snakes (Serpentes: Colubridae, Viperidae, Elapidae). J. Zoology, 4 (1): 16-28.

BELLO, N., FRANCINO, O., SÁNCHEZ, A., 2001. Isolation of genomic DNA from feathers. J. Veterinary Diagnostic Investigation, 13: 162-164.

BEN-EZRA, J., JOHNSON, D. A., ROSSI, J., COOK, N., WU, A., 1991. Effect of fixation on the amplification of nucleic acids from paraffin-embedded material by the polymerase chain reaction. J. Histochem Cytochem, 39: 351-4.

BERNSTEIN, J., THOMPSON, W., CASEY, G., DICIOCCIO, R., WHITTEMORE, A., DIEP, A., THAKORE, S., VAZIRI, S., XUE, S., HAILE, R., 2002. Comparison of techniques for the successful detection of BRCA1 mutations in fixed paraffin-embedded tissue. Cancer Epidem., Biomarkers Prevention, 11: 809-814.

BOSCH, M., MARMI, M., FERRANDO, A., LÓPEZ-GIRÁLDEZ, F., ANDRÉS, O., GARCÍA-FRANQUESA, E., PONSÀ, M., KELLERMANN, T., BRUNO GUALLAR, B., BISBAL, F., DOMINGO-ROURA, X., 2005. Genotipar sin capturar. Galemys, 17: 81-102.

CAMPBELL-STATON, S., 2008. Un modificado sistema de purificación de ADN genómico, protocolo para purificar el ADN genómico de piel de reptil. [En línea]. Disponible en: http://www.promega.com/ enotes/applications/ap0089.htm.

CASTOE, T. A. & PARKINSON, C. L., 2006. Bayesian mixed models and the phylogeny of Pit vipers (Viperidae: Serpentes). Mol., Phylogenet. Evol., 39: 91-110.

CAUDRON, A. K., NEGRO, S. S., MÜLLER, C. G., BOREN, L. J., GEMMELL, N. J., 2007. Hair sampling and genotyping from hair follicles: a minimally-invasive alternative for genetics studies in small, mobile pinnipeds and other mammals. Mar. Mamm. Sci., 23: 184-192.

COOMBS, N., GOUGH, A., PRIMROSE, J., 1999. Optimization of DNA and RNA extraction form archival formalin-fixed tissue. Nucleic Acids Res., 27 (16): 12-14.

CRISTÍN, A. & PERRILLIAT, M. C., 2011. Las colecciones científicas y la protección del patrimonio paleontológico. Bol. Soc. Geol. Mex., 63 (3): 421-427.

DELGADILLO, I. & GÓNGORA, F., 2009. Estrategias didácticas en la enseñanza-aprendizaje de la biología. Bio-grafía: Escritos sobre la Biología y su Enseñanza, 2 (3): 148-157.

DÍAZ, S. & BRADY, S., 1997. DNA extraction from formalin-fixed, paraffin embedded tissues: protein digestion as a limiting step for retrieval of high quality DNA. Diagnostic Mol. Pathol., 6: 342-346.

DOUGLAS, M. P. & ROGERS, S. O., 1998. DNA damage caused by common cytological fixatives. Mut. Res., 401: 77-88.

FIERRO, M. J., 2012. Políticas mineras en Colombia. Digiprint Editores, E. U.

FOLMER, O., BLACK, M., HOEH, W., LUTZ, R., VRIJENHOEK, R., 1994. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates. Mol. Mar. Biol. Biotechnol., 5: 294-299.

FRANK, T., SVOBODA, S., HSI, E., 1996. Comparison of methods for extracting DNA from formalin-fixed paraffin sections for nonisotopic PCR. Diagnostic Mol. Pathol., 3: 220-224.

GARCÍA, M. P., BENAVENTE, M. F., MELO, A. A., ROA, E. I., ROA, S. J. C., 2006. Efecto de la fijación en la calidad del ADN: estudio controlado con cinco fijadores. Esp. Patol, 3: 175-179.

GARCÍA, P. H. M., 2000. Electroforesis en geles de poliacrilamida: fundamentos, actualidad e importancia. Univ. Diag., 1 (2): 31-41.

GIANNELLA, C., ZITO, F. A., COLONNA, F., PARADISO, A., MARZULLO, F., ALAIBAC, M., 1997. Comparison of formalin, ethanol, and histochoice fixation on the PCR amplification from paraffin-embedded breast cancer tissue. Eur. J. Clin. Chem. Clin. Biochem., 35: 633-5.

INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN DE RECURSOS BIOLÓGICOS ALEXANDER VON HUMBOLDT, 2010. Amenazas sobre la biodiversidad. [En línea]. Disponible en: http://www.humboldt.org.co/iavh/ component/k2/item/131-amenazas-sobre-la-biodiversidad.

JIMÉNEZ, A. G., VILLALOBOS, Q. M. J., JIMÉNEZ, M. E., PLATERO, P. W., 2007. Determinación de la efectividad de cinco protocolos de extracción de ADN a partir de material parafinado para estudios moleculares. Rev. Méd. Univ. Costa Rica., 1 (1): 10-19.

JIMÉNEZ, G., 2005. Diagnóstico molecular de los linfomas no Hodgkin. Centro de Investigación en Hematología y Trastornos Afines. Universidad de Costa Rica, Vicerrectoría de Investigación. Unidad de Genética y Biología Molecular.

KOCHER, T. D., THOMAS, W. K., MEYER, A., EDWARDS, S. V., PAABO, S., VILLABLANCA, F. X., WILSON, A. C., 1989. Dynamics of mitochondrial DNA evolution in animals: amplification and sequencing with conserved primers. Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 86: 6196-6200.

LOPERA-BARRERO, N. M., POVH, J. A., RIBEIRO, R. P., GOMES, P. C., JACOMETO, C. B., DA SILVA, L. T., 2008. Comparación de protocolos de extracción de ADN con muestras de aleta y larva de peces: extracción modificada con cloruro de sodio. Cien. Inv. Agr., 35 (1): 77-86.

MESA, R. D. P., 2005. Protocolos para la preservación y manejo de colecciones biológicas. Bol. Cient. Mus. Hist. Nat. U. de Caldas, 10: 117-148.

NARDELLI, M., TÚNEZ, J. I., CENTRÓN, D., 2011. Técnicas de muestreo no invasivas aplicadas al estudio genético de mamíferos. Interciencia, 36: 404-411.

NOGUCHI, M., SHUICHIROH, F., TAKEUCHI, T., HIROHASHI, S., 1997. Modified formalin and methanol fixation methods for molecular biological and morphological analyses. Pathol. Internat., 47: 685-691.

OGDEN, T. H. & WHITING, M. F., 2005. Phylogeny of Ephemeroptera (mayflies) based on molecular evidence. Mol. Phylogenet. Evol., 37: 625-643.

PÁEZ, V., 2004. El valor de las colecciones biológicas. Actualidades Biológicas, 26 (81): 2 pp.

QIAGEN., 2006. DNeasy blood and tissue handbook. [En línea]. Disponible en: www.qiagen.com.

QUINTANA, J. C., OTERO, R., NÚÑEZ, V., TORO, F., 2000. Estudio de la variabilidad en el veneno de dos poblaciones de Bothriechis schlegelii del suroeste y norte de Antioquia y correlación morfométrica. Iatreia, 13 (2): 107-107.

SALOMÃO, M. G., WÜSTER, W., THORPE, R. S. 1999. ADNmt phylogeny of neotropical pit vipers of the genus Bothrops (Squamata: Serpentes: Viperidae). Kaupia Darmstadt. Beit. Naturgeschichte, 8: 127- 134.

SANGUINETTI, C. J., DIAS, N., SIMPSON, A. J., 1994. Rapid silver staning and recovery of PCR products separate on polyacrylamide gels. BioTechniques, 17: 914-921.

SECRETARÍA DEL CONVENIO SOBRE LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA., 2010. Perspectiva mundial sobre la diversidad biológica 3. Progress Press Ltd.

SHEDLOCK, A. M., MARGO, M. G., PIETSCH, T. W., BENTZEN, P., 1997. Enhanced DNA extraction and PCR amplification of mitochondrial genes from formalin-fixed museum specimens. BioThecniques, 22: 394-400.

SHEKHAR, M. S., GOPIKRISHNA, G., AZAD, I. S., 2005. PCR-RFLP analysis of 12s and 16s mitochondrial rRNA genes from brackishwater, finfish and shellfish species. Asian Fisheries Sc., 18: 39-48.

SIMON, C., FRATI, F., BECKENBACH, A., CRESPI, B., LIU, H., FLOOK, P., 1994. Evolution, weighting, and phylogenetic utility of mitochondrial gene sequences and a compilation of conserved polymerase chain reaction primers. Annals Entomolog. Soc. America, 87: 651-701.

SIMMONS, J. & MUÑOZ-SABA, Y., 2005. Tipos de Colecciones: 31-43 (en) SIMMONS, J. & MUÑOZ, Y (ed.) Cuidado, manejo y conservación de las colecciones biológicas. Universidad Nacional de Colombia, Bogotá.

SRINIVASAN, M., SEDMAK, D., JEWELL, S., 2002. Effect of fixatives and tissue processing on the content and integrity nucleic acids. Am. J. Pathol., 161: 1961-1971.

TABERLET, P., WAITS, L. P., LUIKART, G., 1999. Noninvasive genetic sampling: look before you leap. Trends Ecol. Evol., 14: 323-327.

VALLEJO, M. Y. & ACOSTA, A., 2005. Aplicación de indicadores de conocimiento sobre biodiversidad para el diagnostico y comparación de colecciones biológicas. Nova Publ. Cient., 3 (4): 48-57.

VIDAL, N. DELMAS, A-S., PATRICK, D., CRUAUD, C., COULOUX, A. S., HEDGES, B. S., 2007. The phylogeny and classification of caenophidian snakes inferred from seven nuclear protein-coding genes. C. R. Biologies, 330: 182-187.

VILLALOBOS, Q. M.J., 2006. Implementación de un Protocolo de Extracción de ADN a Partir de Biopsias Humanas y Determinación de su Calidad para PCR: Tesis, Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Biología Ingeniería en Biotecnología.
Sistema OJS - Metabiblioteca |